JP2008117031A - 設計支援装置，設計支援方法，設計支援プログラムおよびｃａｄシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＡＤによるモデルの設計を支援する設計支援装置に関し，その設計モデルに流用可能な過去に設計された部品を簡単に見つけ出すことが可能となる技術を提供する。
【解決手段】設計支援装置１０において，モデル形状入力部１１は，ＣＡＤで設計されたモデルのデータを入力する。検索部品種類指定受付部１２は，検索する部品の種類の指定を受けつけ，取付可能空間範囲指定受付部１３は，設計モデル上での取付可能空間範囲の指定を受け付ける。取付可能空間形状作成部１４は，取付可能空間範囲の形状と設計モデルの形状とから取付可能空間形状を作成する。形状検索部１５は，指定された部品種類であって，作成された取付可能空間形状に収まる形状の部品を，部品形状データベース３０から抽出する。
【選択図】図２

Description

本発明は，過去に設計された部品を検索することにより設計支援を行う技術に関するものであり，特に，設計するモデルに対して指定された空間から部品を取り付けることが可能な空間の形状を作成し，作成された空間形状との形状検索により，過去に作成された部品から設計モデルに取り付けることが可能な部品を抽出する設計支援装置，設計支援方法，設計支援プログラムおよびＣＡＤシステムに関するものである。

何らかのモデルを設計する場合には，その設計モデルに取り付ける部品の設計も行う必要がある。このとき，過去に他のモデルに取り付けるために設計された部品を流用できれば，あらためて部品を設計する手間が省けるため，過去に設計された部品のデータベースから流用可能な部品を探し出して，設計モデルに取り付けることもあった。実際に生産されている他の製品に使用されている部品が流用できる場合には，製造のコスト面でも大きな効果が得られる。

なお，本発明に先行する技術が記載された文献としては，例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３などがある。特許文献１には，プラント設計において，追加する部品と既配置の配管との干渉の有無をチェックする技術が記載されている。特許文献２には，工具データと各工具に手の作業スペースを登録しておき，組立を考慮した設計ができる設計支援装置に関する技術が記載されている。特許文献３には，入力された形状の占有率情報と形状の属性（メーカ，価格，材質）とに基づいて，データベースから類似した標準部品を検索する技術が記載されている。

ただし，上記の特許文献１，特許文献２，特許文献３に記載された技術では，後述の問題点を解決することはできない。
特開２００２−２３６７１１号公報 特開平８−１８５４３１号公報 特開２００１−３３８００２号公報

過去に設計された部品を流用する方法は大変有用であるが，過去に設計された部品を膨大なデータベースから探し出すことは容易ではなかった。実際には，流用可能な過去に設計された部品の名称や図番などがわからないことがほとんどであり，他の設計者に聞くなどして調べるしかなかった。それでも，流用可能な部品を見つけ出せず，流用できる部品を探す手間を無駄にしたまま，結局あらためて部品を設計しなくてはならないことも多かった。

また，従来は流用可能な部品を検索する精度もあまりよいものではなく，過去に設計された部品を流用した場合に，その流用部品が取り付けられたモデルの他の部品と干渉してしまうなどの設計ミスも発生していた。

特に，設計モデルに部品を取り付けるための補助部品を過去に設計された部品で流用する場合などには，補助部品を配置可能な空間の形状は限られているため，その空間の形状に収まる部品を見つけ出すことは容易ではなかった。

なお，上記の特許文献３では，検索する部品の形状を入力して部品検索を行っている。しかし，設計モデルに取り付ける部品を検索するときに，その設計者は，必ずしも部品の形状を特定して部品を検索したいとは限らない。例えば，過去に設計された部品で設計モデルの空き空間に収まるものであれば流用したいといったような場合には，特許文献３のような部品の形状を特定して部品を検索する技術では対処できない。

本発明は，上記の問題点の解決を図り，過去に設計された部品を設計モデルに流用したいときに，その設計モデル上の空間に適合する流用可能な部品を容易に見つけ出すことが可能となる技術を提供することを目的とする。

本発明は，上記の課題を解決するため，設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲の指定を受け，その部品取り付けが可能な空間の範囲の指定と設計モデルの形状とから部品取り付けが可能な空間の形状を作成し，作成された部品取り付けが可能な空間の形状の特徴を用いて形状検索を行うことにより，部品のデータベースから設計モデルに取り付けることが可能な部品を抽出することを特徴とする。

具体的には，本発明は，ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置であって，複数の部品のデータを保持する部品形状データベースと，設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，取付可能空間範囲の形状から，設計モデルの取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，部品形状データベースから，取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段とを備えることを特徴とする。

これにより，設計モデル上の部品取り付けが可能な空間に適合する部品を，過去に設計された部品の中から簡単に見つけ出すことができる。設計モデルに部品を取り付けるために用いる補助部品を検索する場合などには，補助部品の取り付けが可能な空間の形状が限られてくるため，特に有用である。

また，上記の設計支援装置において，部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付手段を備え，形状検索手段で，取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，部品形状データベースから，検索条件を満たす部品であって，取付可能空間形状に収まる部品を抽出するようにしてもよい。ここでの検索条件は，例えば，部品の種類などである。検索条件によって検索する部品を限定することにより，部品形状データベースに膨大な数の部品のデータが保持されていても，目的にあった部品を容易に抽出することができるようになる。

また，上記の設計支援装置において，取付可能空間範囲指定受付手段で，設計モデル上の部品であって取付可能空間範囲に干渉する部品について，その部品の取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を取付可能空間形状に含めるか否かの指定を受け付けるようにし，取付可能空間形状作成手段で，取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を取付可能空間形状に含めると指定された設計モデル上の部品について，その干渉する部分の空間の形状を取付可能空間範囲から削除しないようにしてもよい。

例えば，すでに設計モデル上に取り付けられた部品でも，設計モデル上の他の場所に設計変更できる部品であれば，その既配置部品の空間の形状を取付可能空間形状に含めるように指定して取付可能空間形状を広く取ることにより，取付可能空間形状に収まる部品を見つけ出せる可能性が高くなる。

また，上記の設計支援装置において，形状検索手段によって抽出された部品を提示する提示手段と，抽出された部品からの設計モデルに利用する部品の選択を受け付ける部品選択受付手段とを備えるようにしてもよい。これにより，ユーザは，形状検索に抽出された部品から最もよいと思われる部品を自分で選択できるようになる。

また，上記の設計支援装置において，部品形状データベースが部品ごとに部品抽出の結果または部品選択の結果を管理する情報を持つようにし，形状検索手段による部品抽出の結果，または部品選択受付手段によって受け付けられた部品選択の結果を，部品形状データベースに反映する結果出力手段を備えるようにしてもよい。部品抽出の結果や部品選択の結果を部品形状データベースにフィードバックすることにより，部品検索の精度を高めていくことができるようになる。

また，上記の設計支援装置において，部品選択受付手段において選択された部品の空間の形状を取付可能空間形状から削除し，選択された部品の形状が削除された取付可能空間形状から，選択された部品を設計モデルに取り付ける作業を行うための作業空間の検証を行う作業空間検証手段を備えるようにしてもよい。これにより，選択された部品を実際にモデルに取り付けるための作業スペースがないなどの設計ミスを防ぐことができるようになる。

また，このような設計支援装置をＣＡＤシステムに取り入れることにより，流用可能な過去に設計された部品を抽出しながら，ＣＡＤによるモデルの設計を行うことができるようになる。

以上説明した設計支援装置による処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによって実現することができ，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも，ネットワークを通して提供することも可能である。

本発明により，部品のデータベースから過去に設計した部品を探し出して流用することが容易となり，モデル作成工数を削減することができる。また，取付可能空間形状の特徴に合った部品を抽出してくるため，流用した部品が入らない，他部品と干渉するなどの設計ミスを防ぐことができる。

また，検索条件を指定して検索することにより，取付可能空間形状の特徴に適合する部品でも用途に合わない部品を検索対象外とし，検索対象となる部品の数を減らすことができる。

また，指定された取付可能空間範囲に他の部品が含まれていても，その部品が取付可能空間範囲外に移動可能ならば，取付可能空間範囲に含まない取付可能空間形状を作成することによって，部品を取り付けられる範囲を広くすることができる。

また，検索した結果，適合する部品が複数ある場合，適用する部品を選択して決定することができる。また，選択された部品の情報を部品のデータベースへフィードバックし，検索の精度を高めることができる。

また，取付可能空間形状から選択された部品の形状を差し引いた形状から，選択された部品を取り付けるための作業空間があるか否かを簡単に検証することができる。

以下，本発明の実施の形態について，図を用いて説明する。

図１は，本発明のシステムを実現するハードウェア環境の例を示す図である。本発明のシステムは，ＣＰＵ１，メモリ２，外部記憶装置３，バス４，入力装置５，表示装置６を備えるコンピュータシステムによって実現される。

図２は，本発明の実施の形態によるＣＡＤシステムの構成例を示す図である。ＣＡＤシステムは，設計支援装置１０，ＣＡＤ２０，モデル形状データ記憶部２１，部品形状データベース３０，入力装置４０，表示装置５０から構成される。

ＣＡＤ２０で設計されたモデルの形状データは，モデル形状データ記憶部２１に保存される。部品形状データベース３０は，それまでに設計された部品の情報が記憶されたデータベースである。ユーザは，表示装置５０の画面に出力された情報を見ながら，入力装置４０を操作して必要な情報の入力を行う。

設計支援装置１０は，形状検索によって部品形状データベース３０からモデルに取付可能な部品を検索することにより，ＣＡＤ２０によるモデルの設計を支援する装置である。設計支援装置１０は，モデル形状入力部１１，検索部品種類指定受付部１２，取付可能空間範囲指定受付部１３，取付可能空間形状作成部１４，形状検索部１５，部品選択受付部１６，結果出力部１７，作業空間検証部１８を備える。

図３は，部品形状データベースのデータ構造の例を示す図である。部品形状データベース３０は，項，図番，名称，部品形状データ，部品種類，部品材質，適用回数などの情報から構成される。項は，部品形状データベース３０の各レコードを一意に識別するための識別子である。図番は，その部品の物品番号である。名称は，その部品の名前である。部品形状データは，その部品の３Ｄモデルのファイル名である。部品種類は，その部品の種類である。部品材質は，その部品の材質名である。適用回数は，設計支援装置１０からのフィードバック情報であり，その部品が形状検索により抽出されたときにユーザから選択された回数である。

以下，図４〜図８に示す事例を用いて，本実施の形態による設計支援装置１０における各処理手段の動作を具体的に説明する。図４〜図８に示す事例は，ブレーカ取付用ブラケットの設計の例である。

図４は，本実施の形態の事例を説明する図（１）である。図４を用いて，モデルの入力から検索する部品種類の指定までの動作を説明する。

モデル形状入力部１１は，ＣＡＤ２０により設計されたモデル１００（モデル１００の形状データ）を，モデル形状データ記憶部２１から入力する。入力されたモデル１００は，表示装置５０の画面に表示される。ここでは，モデル形状入力部１１により，図４（ａ）に示すようなフレームのモデル１００が入力されたものとする。図４（ｂ）のブレーカ１０１付近の断面に示すように，この時点では，ブレーカ１０１をフレームの前面パネル１０２に取り付けるためのブラケットは，まだ設計されていない。

検索部品種類指定受付部１２は，検索する部品種類の指定をユーザから受け付ける。例えば，図４（ｃ）に示すような部品種類リスト１０３を表示装置５０の画面に表示するなどして，ユーザに検索する部品種類を指定させる。図４（ｃ）では，ブレーカ１０１をフレームの前面パネル１０２に取り付けるためのブラケットが指定されている。

図５は，本実施の形態の事例を説明する図（２）である。図５を用いて，取付可能空間範囲の指定から取付可能空間形状の作成までの動作を説明する。

取付可能空間範囲指定受付部１３は，設計されたモデル１００上での部品の取付可能空間範囲１０４の指定をユーザから受け付ける。ユーザは，図５（ａ）に示すように，表示装置５０の画面に表示されたモデル１００上で，検索する部品を取り付けることができる空間の範囲である取付可能空間範囲１０４を指定する。

また，取付可能空間範囲指定受付部１３は，指定された取付可能空間範囲１０４に干渉する位置にあり，すでにモデル１００の一部として設計されている部品の空間を，そのまま取付可能空間範囲１０４に含めるか否かの指定をユーザから受け付ける。例えば，図５（ａ）において，スイッチ１０５は，その一部が指定された取付可能空間範囲１０４に干渉する。このとき，スイッチ１０５の取り付け位置を指定された取付可能空間範囲１０４外に設計変更することが可能であれば，スイッチ１０５の空間を取付可能空間範囲１０４に含めることにより，すなわちスイッチ１０５が取付可能空間範囲１０４内にないように見せかけることにより，取付可能空間範囲１０４の空間が大きくなり，適用可能なブラケットが部品検索により抽出される可能性が高くなる。

取付可能空間範囲１０４に干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるか否かを指定する方法としては，例えば，モデル１００上で取付可能空間範囲１０４に干渉する部品を非表示に設定するという方法がある。また，取付可能空間範囲１０４に干渉する部品を選択し，メニューにより取付可能空間範囲１０４に干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるか否かの設定を選択し，指定する方法などもある。

取付可能空間形状作成部１４は，モデル１００の形状と指定された取付可能空間範囲１０４とから，取付可能空間形状１０６を作成する手段である。指定された取付可能空間範囲１０４から，モデル１００の取付可能空間範囲１０４に干渉する部分を取り除いたものが，取付可能空間形状１０６となる。このとき，指定された取付可能空間範囲１０４に干渉する位置にあるモデル１００の部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるか否かの指定があれば，その指定が加味された取付可能空間形状１０６が作成される。

図５（ｂ）は，スイッチ１０５の空間を取付可能空間範囲１０４に含めた場合に作成された取付可能空間形状１０６であり，図５（ｃ）は，その断面である。図５（ｄ）は，スイッチ１０５の空間を取付可能空間範囲１０４に含めない場合に作成された取付可能空間形状１０６であり，図５（ｅ）は，その断面である。

図６は，本実施の形態の事例を説明する図（３）である。図６を用いて，部品の検索から部品の選択までの動作を説明する。

形状検索部１５は，作成された取付可能空間形状１０６内に収まり，かつ指定された部品種類に該当する部品を，形状検索により部品形状データベース３０から抽出する。抽出された部品は，採用される部品の候補として表示装置５０に並べて表示される。このとき，抽出された部品の適用回数を部品形状データベース３０から抽出し，適用回数の多い順番に並べるようにしてもよい。

図６（ａ）は，図５（ｂ）にも示されている取付可能空間形状１０６であり，取付可能空間範囲１０４の指定時に，スイッチ１０５の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるように指定された場合に作成された取付可能空間形状１０６である。この取付可能空間形状１０６と，図４（ｃ）の部品種類リスト１０３で指定された部品種類（ブラケット）とを用いて，形状検索により部品形状データベース３０から部品を抽出する。

まず，部品形状データベース３０から，部品種別がブラケットであり，部品形状が図６（ａ）に示す取付可能空間形状１０６に類似する部品を検出する。ここでは，図６（ｂ），図６（ｃ），図６（ｄ）に示すように，ブラケットＡ１０７，ブラケットＢ１０８，ブラケットＣ１０９が，図６（ａ）の取付可能空間形状１０６に部品形状が類似するブラケットとして検出される。

次に，検出された部品（ブラケット）から，取付可能空間形状１０６内に収まる部品（ブラケット）を形状検索の結果として選定する。図６（ｅ）はブラケットＡ１０７の断面であり，図６（ｆ）はブラケットＢ１０８の断面であり，図６（ｇ）はブラケットＣ１０９の断面である。図６（ｆ）に示すように，ブラケットＢ１０８は，一部が図６（ａ）の取付可能空間形状１０６からはみ出してしまっているので，ＮＧとなる。形状検索の結果として，取付可能空間形状１０６に収まるブラケットＡ１０７，ブラケットＣ１０９が選定される。

部品形状データベース３０から抽出されたブラケットＡ１０７，ブラケットＣ１０９は，ブレーカ１０１をフレームに取り付けるブラケットの候補として，ユーザに提示される。ここでは，図６（ｈ），図６（ｉ）に示すように，ブレーカ１０１を前面パネル１０２に取り付けた状態で，ブラケットＡ１０７，ブラケットＣ１０９が提示されている。

部品選択受付部１６は，ユーザによる部品選択の入力を受け付ける。ユーザは，表示装置５０の画面に提示された部品の候補から，採用する部品を選択する。ここでは，図６（ｈ）に示すブラケットＡ１０７が選択される。

図７は，本実施の形態の事例を説明する図（４）である。図７を用いて，部品選択結果の出力の動作を説明する。

結果出力部１７は，ユーザによる部品選択の結果を表示装置５０に表示する。ここでは，図７（ａ）に示すように，形状検索により部品形状データベース３０から抽出され，ユーザにより採用されたブラケットＡ１０７が取り付けられたモデル１００’が表示装置５０に表示される。図７（ｂ）のブレーカ１０１付近の断面に示されるように，ブラケットＡ１０７を用いてブレーカ１０１が前面パネル１０２に取り付けられている。

また，結果出力部１７は，ユーザによる部品の選択結果を，部品形状データベース３０にフィードバックする。ブラケットＡ１０７が選択された場合には，図３に示す部品形状データベース３０からブラケットＡ１０７のレコードを検出し，その適用回数をインクリメントする。ここでは，図３に示す部品形状データベース３０のブラケットＡ１０７のレコードの適用回数が，３から４に更新される。

なお，部品形状データベース３０に結果をフィードバックする方法としては，様々な方法が考えられる。例えば，ユーザによる部品の採用率を重視する場合には，部品形状データベース３０において，フィードバック情報として，適用回数の情報の代わりに，形状検索により抽出された回数の情報と，ユーザにより採用する部品として選択された回数の情報とをレコードごとに設定する。形状検索により検出されるたびに，またユーザにより採用する部品として選択されるたびに，その結果を部品形状データベース３０にフィードバックするようにすればよい。

図８は，本実施の形態の事例を説明する図（５）である。図８を用いて，採用された部品を取り付けるための作業空間の検証の動作を説明する。

ブレーカ１０１を前面パネル１０２に取り付けるための部品としてブラケットＡ１０７が採用されても，そのブラケットＡ１０７を取り付けるための作業空間がなければ意味がない。そのような設計ミスを防ぐために，作業空間検証部１８により，採用された部品の取付作業空間の検証を行う。

作業空間検証部１８は，まず，取付可能空間形状１０６から採用されたブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除く。また，作業空間検証部１８は，ユーザから，ブラケットＡ１０７を前面パネル１０２に締結する位置の指定を受け付ける。なお，ブラケットＡ１０７にあらかじめ締結位置が設定されている場合には，この手順を省くことができる。また，作業空間検証部１８は，ブラケットＡ１０７を取り付けるために使用する工具１１０の指定を受け付ける。ユーザから指定される工具１１０の形状データは，その工具１１０の動作情報とともに，工具データベース（図示省略）に記憶されている。工具１１０の動作情報とは，例えばドライバーの場合にはその使用時に軸を中心に回転する，といったような工具１１０の使用時の動作の情報である。なお，ここでは，人の手なども工具１１０に含まれるものとする。

作業空間検証部１８は，図８（ａ）に示すように，ブラケットＡ１０７が取り付けられたモデル１００’上で，指定されたブラケットＡ１０７の締結位置に指定された工具１１０を配置し，その工具１１０の動作情報に従って，配置された工具１１０を動作させる。このとき，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６から工具１１０がはみ出さない場合には，検証結果として取付可能をユーザに提示し，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６から工具１１０がはみ出す場合には，検証結果として取付不可をユーザに提示する。図８（ａ）の場合には，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６から工具１１０がはみ出しているため，検証結果は取付不可となる。

検証結果の提示を受けたあと，ユーザは，ブラケットＡ１０７の締結位置の指定や，ブラケットＡ１０７を取り付けるために使用する工具１１０の指定を変更して，再度検証を行うことができる。図８（ｂ）では，ブラケットＡ１０７の締結位置が，前面パネル１０２側に変更されている。図８（ｂ）に示す状態で部品の取付作業空間の検証を行うと，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６から工具１１０がはみ出している状態となるが，ここでは，モデル１００’の外部空間であるため問題がないと判定されるものとする。

なお，作業空間の検証時に，あらためてユーザから取付可能空間範囲１０４の指定を受け，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６を作成するようにしてもよい。また，検証結果が取付不可であった場合に，再度ユーザから取付可能空間範囲１０４の指定を受け，ブラケットＡ１０７が取り付けられた空間を取り除いた取付可能空間形状１０６を作成し，作業空間の再検証を行うようにしてもよい。

次に，図９〜図１４を用いて，本実施の形態の設計支援装置１０による設計支援処理の流れを説明する。

図９は，本実施の形態の設計支援装置による設計支援処理フローチャートである。まず，モデル形状入力部１１は，モデル１００の形状データを入力する（ステップＳ１０）。また，検索部品種類指定受付部１２は，ユーザによる部品種類の指定を受け付ける（ステップＳ１１）。さらに，取付可能空間範囲指定受付部１３は，ユーザによる取付可能空間範囲１０４の指定を受け付ける（ステップＳ１２）。なお，このとき，指定された取付可能空間範囲１０４に干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるか否かを指定された場合には，その指定も受け付ける。

取付可能空間形状作成部１４は，入力されたモデル１００の形状と指定された取付可能空間範囲１０４の形状とをもとに，取付可能空間形状１０６を作成する（ステップＳ１３）。なお，指定された取付可能空間範囲１０４に干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含めるか否かの指定がある場合には，その指定が加味されて取付可能空間形状１０６が作成される。

形状検索部１５は，形状検索を実行することにより（ステップＳ１４），作成された取付可能空間形状１０６内に収まり，かつ指定された部品種類に該当する部品を，部品形状データベース３０から抽出する。形状検索により部品を抽出する方法としては，例えば，部品形状データベース３０の指定された部品種類に該当する部品について，形状分布法，スライスベース法，球面調和関数法などの技術により，取付可能空間形状１０６と形状が類似するか否かを判定し，類似すると判定された部品のうち，取付可能空間形状１０６内に収まる部品を抽出する方法などがある。

形状検索により，抽出された部品があれば（ステップＳ１５），表示装置５０に表示することにより，抽出された部品を採用候補の部品としてユーザに提示する（ステップＳ１６）。部品選択受付部１６は，ユーザによる採用部品の選択を受け付ける（ステップＳ１７）。結果出力部１７は，ユーザによる部品選択の結果を，部品形状データベース３０にフィードバックする（ステップＳ１８）。

部品の取付作業空間を検証する場合には（ステップＳ１９），作業空間検証部１８は，部品の取付作業空間の検証を行う（ステップＳ２０）。

最後に，結果出力部１７は，設計支援処理の結果を表示装置５０に表示する（ステップＳ２１）。

図１０は，本実施の形態の取付可能空間形状作成部による取付可能空間形状作成処理フローチャートである。まず，取付可能空間形状作成部１４は，指定された取付可能空間範囲１０４の座標値を取得する（ステップＳ３０）。ここでは，取付可能空間形状１０６を作成するための最大外形の座標値を取得する。取得された座標値から，最大外形の取付可能空間形状１０６を作成する（ステップＳ３１）。

モデル１００の部品で，作成された取付可能空間形状１０６に干渉する部品があるかをチェックし（ステップＳ３２），干渉する部品がなければ，処理を終了する。

ステップＳ３２において干渉する部品があれば，その干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含むという指定があるかを確認し（ステップＳ３３），含むという指定があれば，ステップＳ３２に戻り，他に干渉する部品があるかをチェックする。なお，モデル１００上で取付可能空間範囲１０４に干渉する部品を非表示に設定することにより，干渉する部品の空間を取付可能空間範囲１０４に含むか否かを指定する場合には，ステップＳ３３の判定は不要となる。

ステップＳ３３において含むという指定がなければ，その部品の取付可能空間形状１０６に干渉する部分の形状を算出し（ステップＳ３４），算出された干渉部分の形状を取付可能空間形状１０６から削除する（ステップＳ３５）。ステップＳ３２に戻り，他に干渉する部品があるかをチェックする。

図１１は，本実施の形態の形状検索部による類似判定処理フローチャートである。また，図１２は，類似判定処理によって作成されるヒストグラムの例を示す図である。形状検索部１５は，指定された部品種類に該当する部品形状データベース３０の部品ごとに，作成された取付可能空間形状１０６に形状が類似するか否かの判定を行う。ここでは，形状分布法の例を説明する。

まず，作成された取付可能空間形状１０６上の２点をランダムに取得し（ステップＳ４０），取得された２点間の距離を計算する（ステップＳ４１）。ステップＳ４０，Ｓ４１の処理を既定回数だけ実施し（ステップＳ４２），得られた距離データからヒストグラムＡを作成する（ステップＳ４３）。ここでは，ヒストグラムＡとして，図１２（ａ）に示すようなヒストグラムが得られたものとする。

また，類似判定を行う部品形状データベース３０の部品の部品形状上の２点をランダムに取得し（ステップＳ４４），取得された２点間の距離を計算する（ステップＳ４５）。ステップＳ４４，Ｓ４５の処理を既定回数だけ実施し（ステップＳ４６），得られた距離データからヒストグラムＢを作成する（ステップＳ４７）。ここでは，ヒストグラムＢとして，図１２（ｂ）に示すようなヒストグラムが得られたものとする。

ヒストグラムＡとヒストグラムＢとの差を計算する（ステップＳ４８）。図１２（ｃ）において，塗りつぶされた部分がヒストグラムＡとヒストグラムＢとの差の部分である。ヒストグラムＡとヒストグラムＢとの差が所定の閾値以下であれば（ステップＳ４９），部品の形状が取付可能空間形状１０６に類似すると判定する（ステップＳ５０）。ヒストグラムＡとヒストグラムＢの差が所定の閾値を超えていれば（ステップＳ４９），部品の形状が取付可能空間形状１０６に類似しないと判定する（ステップＳ５１）。

図１３は，本実施の形態の結果出力部によるフィードバック処理フローチャートである。結果出力部１７は，部品形状データベース３０を検索し，採用する部品としてユーザに選択された部品のレコードを検出する（ステップＳ６０）。検出されたレコードの適用回数をインクリメントし（ステップＳ６１），部品形状データベース３０を更新する（ステップＳ６２）。

図１４は，本実施の形態の作業空間検証部による作業空間検証処理フローチャートである。作業空間検証部１８は，まず，取付可能空間形状作成部１４で作成された取付可能空間形状１０６から，部品選択受付部１６で採用された部品の形状を削除する（ステップＳ７０）。また，ユーザによる部品の締結位置の指定を受け付け（ステップＳ７１），部品の取り付けに用いる工具１１０の指定を受け付ける（ステップＳ７２）。

指定された部品の締結位置に指定された工具１１０を配置し（ステップＳ７３），あらかじめ設定された工具の動作情報をもとに，工具１１０を動作する（ステップＳ７４）。工具１１０を配置し，動作した結果，工具１１０が取付可能空間形状１０６からはみ出すか否かをチェックする（ステップＳ７５）。チェック結果を表示装置５０に表示する（ステップＳ７６）。

ユーザから設定変更の指示があれば（ステップＳ７７），ステップＳ７１に戻り，再度締結位置，工具１１０などの指定を受け，作業空間の再検証を行う。ユーザから設定変更の指示がなければ（ステップＳ７７），処理を終了する。

以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明はこれに限られるものではない。例えば，本実施の形態では検索部品種類指定受付部１２により部品形状データベース３０から抽出する部品を制限しているが，部品材質や適用回数などの様々な検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付部を設け，様々な検索条件を指定して抽出する部品を制限することもできる。

また，例えば，本実施の形態では，設計支援装置１０の各指定受付手段は，ユーザからの指定を受付けているが，他の装置や処理手段から指定を受け付けるようにしてもよい。

以上，説明した本発明の実施の形態の特徴をまとめると，以下の通りとなる。

（付記１）
ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置であって，
複数の部品のデータを保持する部品形状データベースと，
前記設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段とを備える
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記２）
付記１に記載の設計支援装置において，
前記部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付手段を備え，
前記形状検索手段は，前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記検索条件を満たす部品であって，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記３）
付記２に記載の設計支援装置において，
前記検索条件は，部品の種類である
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記４）
付記１から付記３までのいずれかに記載の設計支援装置において，
前記取付可能空間範囲指定受付手段は，前記設計モデル上の部品であって前記取付可能空間範囲に干渉する部品について，その部品の前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めるか否かの指定を受け付け，
前記取付可能空間形状作成手段は，前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めると指定された設計モデル上の部品について，その干渉する部分の空間の形状を前記取付可能空間範囲から削除しない
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記５）
付記１から付記４までのいずれかに記載の設計支援装置において，
前記形状検索手段によって抽出された部品を提示する提示手段と，
前記抽出された部品からの前記設計モデルに利用する部品の選択を受け付ける部品選択受付手段とを備える
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記６）
付記５に記載の設計支援装置において，
前記形状検索手段による部品抽出の結果，または前記部品選択受付手段によって受け付けられた部品選択の結果を，前記部品形状データベースに反映する結果出力手段を備え，
前記部品形状データベースは，部品ごとに，部品抽出の結果または部品選択の結果を管理する情報を持つ
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記７）
付記１から付記６までのいずれかに記載の設計支援装置において，
前記部品選択受付手段において前記選択された部品の空間の形状を前記取付可能空間形状から削除し，前記選択された部品の形状が削除された前記取付可能空間形状から，前記選択された部品を前記設計モデルに取り付ける作業を行うための作業空間の検証を行う作業空間検証手段を備える
ことを特徴とする設計支援装置。

（付記８）
複数の部品のデータを保持する部品形状データベースを備え，ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置のコンピュータによる設計支援方法であって，
前記コンピュータが，
前記設計モデルのデータを入力する過程と，
前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける過程と，
前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する過程と，
前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する過程とを有する
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記９）
付記８に記載の設計支援方法において，
前記コンピュータが，前記部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける過程を有し，
前記部品を抽出する過程では，前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記検索条件を満たす部品であって，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１０）
付記９に記載の設計支援方法において，
前記検索条件は，部品の種類である
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１１）
付記８から付記１０までのいずれかに記載の設計支援方法において，
前記取付可能空間範囲の指定を受け付ける過程では，前記設計モデル上の部品であって前記取付可能空間範囲に干渉する部品について，その部品の前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めるか否かの指定を受け付け，
前記取付可能空間形状を作成する過程では，前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めると指定された設計モデル上の部品について，その干渉する部分の空間の形状を前記取付可能空間範囲から削除しない
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１２）
付記８から付記１１までのいずれかに記載の設計支援方法において，
前記コンピュータが，
前記部品を抽出する過程で抽出された部品を提示する過程と，
前記抽出された部品からの前記設計モデルに利用する部品の選択を受け付ける過程とを有する
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１３）
付記１２に記載の設計支援方法において，
前記部品形状データベースは，部品ごとに，部品抽出の結果または部品選択の結果を管理する情報を持ち，
前記コンピュータが，前記部品を抽出する過程での部品抽出の結果，または前記部品の選択を受け付ける過程によって受け付けられた部品選択の結果を，前記部品形状データベースに反映する過程を有する
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１４）
付記８から付記１３までのいずれかに記載の設計支援方法において，
前記コンピュータが，前記部品の選択を受け付ける過程において前記選択された部品の空間の形状を前記取付可能空間形状から削除し，前記選択された部品の形状が削除された前記取付可能空間形状から，前記選択された部品を前記設計モデルに取り付ける作業を行うための作業空間の検証を行う過程を有する
ことを特徴とする設計支援方法。

（付記１５）
複数の部品のデータを保持する部品形状データベースを備え，ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置のコンピュータに実行させるための設計支援プログラムであって，
前記コンピュータを，
前記設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段として
機能させるための設計支援プログラム。

（付記１６）
付記１５に記載の設計支援プログラムにおいて，
前記コンピュータを，前記部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付手段として機能させ，
前記形状検索手段は，前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記検索条件を満たす部品であって，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する
ことを特徴とする設計支援プログラム。

（付記１７）
付記１６に記載の設計支援プログラムにおいて，
前記検索条件は，部品の種類である
ことを特徴とする設計支援プログラム。

（付記１８）
付記１５から付記１７までのいずれかに記載の設計支援プログラムにおいて，
前記取付可能空間範囲指定受付手段は，前記設計モデル上の部品であって前記取付可能空間範囲に干渉する部品について，その部品の前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めるか否かの指定を受け付け，
前記取付可能空間形状作成手段は，前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めると指定された設計モデル上の部品について，その干渉する部分の空間の形状を前記取付可能空間範囲から削除しない
ことを特徴とする設計支援プログラム。

（付記１９）
付記１５から付記１８までのいずれかに記載の設計支援プログラムにおいて，
前記コンピュータを，
前記形状検索手段によって抽出された部品を提示する提示手段と，
前記抽出された部品からの前記設計モデルに利用する部品の選択を受け付ける部品選択受付手段として
機能させるための設計支援プログラム。

（付記２０）
付記１９に記載の設計支援プログラムにおいて，
前記コンピュータを，前記形状検索手段による部品抽出の結果，または前記部品選択受付手段によって受け付けられた部品選択の結果を，前記部品形状データベースに反映する結果出力手段として機能させ，
前記部品形状データベースは，部品ごとに，部品抽出の結果または部品選択の結果を管理する情報を持つ
ことを特徴とする設計支援プログラム。

（付記２１）
付記１５から付記２０までのいずれかに記載の設計支援プログラムにおいて，
前記コンピュータを，前記部品選択受付手段において前記選択された部品の空間の形状を前記取付可能空間形状から削除し，前記選択された部品の形状が削除された前記取付可能空間形状から，前記選択された部品を前記設計モデルに取り付ける作業を行うための作業空間の検証を行う作業空間検証手段として
機能させるための設計支援プログラム。

（付記２２）
モデルを設計するＣＡＤ処理部と，設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援処理部と，複数の部品のデータを保持する部品形状データベースとから構成されるＣＡＤシステムであって，
前記ＣＡＤ処理部は，
入力情報に基づき，モデルを設計する設計処理手段と，
設計された設計モデルのデータを記憶する手段とを備え，
前記設計支援処理部は，
前記ＣＡＤ処理部で設計された設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段とを備える
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２３）
付記２２に記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記設計支援処理部は，前記部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付手段を備え，
前記形状検索手段は，前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記検索条件を満たす部品であって，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２４）
付記２３に記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記検索条件は，部品の種類である
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２５）
付記２２から付記２４までのいずれかに記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記取付可能空間範囲指定受付手段は，前記設計モデル上の部品であって前記取付可能空間範囲に干渉する部品について，その部品の前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めるか否かの指定を受け付け，
前記取付可能空間形状作成手段は，前記取付可能空間範囲に干渉する部分の空間を前記取付可能空間形状に含めると指定された設計モデル上の部品について，その干渉する部分の空間の形状を前記取付可能空間範囲から削除しない
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２６）
付記２２から付記２５までのいずれかに記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記設計支援処理部は，
前記形状検索手段によって抽出された部品を提示する提示手段と，
前記抽出された部品からの前記設計モデルに利用する部品の選択を受け付ける部品選択受付手段とを備える
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２７）
付記２６に記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記設計支援処理部は，前記形状検索手段による部品抽出の結果，または前記部品選択受付手段によって受け付けられた部品選択の結果を，前記部品形状データベースに反映する結果出力手段を備え，
前記部品形状データベースは，部品ごとに，部品抽出の結果または部品選択の結果を管理する情報を持つ
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

（付記２８）
付記２２から付記２７までのいずれかに記載のＣＡＤシステムにおいて，
前記設計支援処理部は，前記部品選択受付手段において前記選択された部品の空間の形状を前記取付可能空間形状から削除し，前記選択された部品の形状が削除された前記取付可能空間形状から，前記選択された部品を前記設計モデルに取り付ける作業を行うための作業空間の検証を行う作業空間検証手段を備える
ことを特徴とするＣＡＤシステム。

本発明のシステムを実現するハードウェア環境の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるＣＡＤシステムの構成例を示す図である。 部品形状データベースのデータ構造の例を示す図である。 本実施の形態の事例を説明する図（１）である。 本実施の形態の事例を説明する図（２）である。 本実施の形態の事例を説明する図（３）である。 本実施の形態の事例を説明する図（４）である。 本実施の形態の事例を説明する図（５）である。 本実施の形態の設計支援装置による設計支援処理フローチャートである。 本実施の形態の取付可能空間形状作成部による取付可能空間形状作成処理フローチャートである。 本実施の形態の形状検索部による類似判定処理フローチャートである。 類似判定処理によって作成されるヒストグラムの例を示す図である。 本実施の形態の結果出力部によるフィードバック処理フローチャートである。 本実施の形態の作業空間検証部による作業空間検証処理フローチャートである。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ メモリ
３ 外部記憶装置
４ バス
５ 入力装置
６ 表示装置
１０ 設計支援装置
１１ モデル形状入力部
１２ 検索部品種類指定受付部
１３ 取付可能空間範囲指定受付部
１４ 取付可能空間形状作成部
１５ 形状検索部
１６ 部品選択受付部
１７ 結果出力部
１８ 作業空間検証部
２０ ＣＡＤ
２１ モデル形状データ記憶部
３０ 部品形状データベース
４０ 入力装置
５０ 表示装置

Claims (5)

1. ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置であって，
   複数の部品のデータを保持する部品形状データベースと，
   前記設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
   前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
   前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
   前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段とを備える
   ことを特徴とする設計支援装置。
2. 請求項１に記載の設計支援装置において，
   前記部品形状データベースから部品を抽出するための条件である検索条件の指定を受け付ける検索条件指定受付手段を備え，
   前記形状検索手段は，前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記検索条件を満たす部品であって，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する
   ことを特徴とする設計支援装置。
3. 複数の部品のデータを保持する部品形状データベースを備え，ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置のコンピュータによる設計支援方法であって，
   前記コンピュータが，
   前記設計モデルのデータを入力する過程と，
   前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける過程と，
   前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する過程と，
   前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する過程とを有する
   ことを特徴とする設計支援方法。
4. 複数の部品のデータを保持する部品形状データベースを備え，ＣＡＤで設計された設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援装置のコンピュータに実行させるための設計支援プログラムであって，
   前記コンピュータを，
   前記設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
   前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
   前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
   前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段として
   機能させるための設計支援プログラム。
5. モデルを設計するＣＡＤ処理部と，設計モデルに利用可能な部品を抽出する設計支援処理部と，複数の部品のデータを保持する部品形状データベースとから構成されるＣＡＤシステムであって，
   前記ＣＡＤ処理部は，
   入力情報に基づき，モデルを設計する設計処理手段と，
   設計された設計モデルのデータを記憶する手段とを備え，
   前記設計支援処理部は，
   前記ＣＡＤ処理部で設計された設計モデルのデータを入力するモデル入力手段と，
   前記設計モデル上での部品取り付けが可能な空間の範囲である取付可能空間範囲の指定を受け付ける取付可能空間範囲指定受付手段と，
   前記取付可能空間範囲の形状から，前記設計モデルの前記取付可能空間範囲に干渉する部分の形状を削除することにより，部品取り付けが可能な空間の形状である取付可能空間形状を作成する取付可能空間形状作成手段と，
   前記取付可能空間形状で形状検索を行うことにより，前記部品形状データベースから，前記取付可能空間形状に収まる部品を抽出する形状検索手段とを備える
   ことを特徴とするＣＡＤシステム。

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