JP2009110100A - Ｃａｄシステムおよび部品配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置することができるＣＡＤシステムおよび部品配置方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るＣＡＤシステム１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、部品情報記憶部１４、座標情報記憶部１５を少なくとも有する。部品情報記憶部１４は、部品固有の座標空間における部品の形状情報と部品名とを関連付けて記憶する。座標情報記憶部１５は、部品固有の座標空間の名前（座標名）と組立用の座標空間と部品固有のローカル座標空間との相対位置情報とを関連付けて記憶する。ＣＰＵ１１は、部品情報記憶部１４および座標情報記憶部１５を検索することにより、命名規則のもとで対応関係にある部品名および座標名を抽出し、部品名に関連付けられて部品情報記憶部１４に記憶されている部品の形状情報と、座標名に関連付けられて座標情報記憶部１５に記憶されている相対位置情報とにもとづいて、部品をグローバル座標空間内に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、部品を組み立てて行われる組立品の作成を支援するＣＡＤシステムおよび部品配置方法に関する。

従来、この種の組立品の作成を支援する技術に、特開平１１−１４４０９５号公報（特許文献１）に開示されたものがある。

この特許文献１に開示された三次元モデル作成装置は、他の部品に接合するための接合基準データを有する三次元の部品を部品作成作業用の座標空間（ローカル座標空間）で作成する部品モデル作成部と、少なくとも２つの部品を組立作業用の座標空間（グローバル座標空間）に配置し、接合基準データにもとづいて部品同士を接合して三次元モデルを組み立てる組立処理部とを備え、接合基準データの指定による接合基準点で位置合わせするように部品同士が接合するため、ユーザは作業空間に部品を配置するだけで、正確な部品モデルの組付けが正確かつ容易にできるようになっている。
特開平１１−１４４０９５号公報

従来の組立品の作成を支援する技術では、部品をグローバル座標空間に配置することに関して、ほとんど考慮されていない。

部品をグローバル座標空間に配置するためには、各部品固有のローカル座標空間における各部品の形状（位置）の情報と、各部品固有のローカル座標空間とグローバル座標空間との相対的な位置関係の情報とを、関連付ける必要がある。

従来の技術では、この関連付けは、各部品について、ユーザが手動で行う必要があった。また、この関連付けは、グローバル座標空間内にあらかじめ各ローカル座標空間の原点を配置しておき、グローバル座標空間内から所望のローカル座標空間の原点を探して、部品を配置することにより行う必要がある。このため、特に、部品の個数が増えると、ローカル座標空間の数も多くなってしまい、所望のローカル座標を探すことが困難となる。したがって、部品の個数が増えると、部品の配置を行う作業がユーザの負担となり、著しく作業効率が低下してしまう。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置することができるＣＡＤシステムおよび部品配置方法を提供することを目的とする。

本発明に係るＣＡＤシステムは、上述した課題を解決するために、部品固有の座標空間における部品の形状情報を取得する部品形状取得部と、前記部品に対して命名規則に従って設定された名前の情報を取得する部品名取得部と、前記部品の組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との相対位置情報を取得する座標位置取得部と、前記部品固有の座標空間に対して前記命名規則に従って設定された名前の情報を取得する座標名取得部と、前記命名規則のもとで対応関係にある前記部品名および前記座標名を抽出する抽出部と、この抽出された前記部品名および前記座標名にそれぞれ対応する前記部品の形状情報および前記相対位置情報にもとづいて、前記部品を前記組立用の座標空間内に配置する部品配置部と、を備えたことを特徴とするものである。

一方、本発明に係る部品配置方法は、上述した課題を解決するために、部品固有の座標空間における部品の形状情報を取得するステップと、前記部品に対して命名規則に従って設定された名前の情報を取得するステップと、前記部品の組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との相対位置情報を取得するステップと、前記部品固有の座標空間に対して前記命名規則に従って設定された名前の情報を取得するステップと、前記命名規則のもとで対応関係にある前記部品名および前記座標名を抽出するステップと、この抽出された前記部品名および前記座標名にそれぞれ対応する前記部品の形状情報および前記相対位置情報にもとづいて、前記部品を前記組立用の座標空間内に配置するステップと、前記部品が配置された前記組立用の座標空間の画像を表示部に表示させるステップと、を有することを特徴とする方法である。

本発明に係るＣＡＤシステムおよび部品配置方法によれば、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置することができる。

本発明に係るＣＡＤシステムおよび部品配置方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＣＡＤシステム１０および部品配置方法の一実施形態を示す概略的な全体構成図である。

ＣＡＤシステム１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、部品情報記憶部１４、座標情報記憶部１５、操作受付部１６、表示出力部１７およびネットワーク接続部１８を有する。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３内に記憶されたプログラムに従って、ＣＡＤシステム１０の処理動作を制御する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３内に記憶された部品配置プログラムおよびプログラムの実行のために必要なデータを、ＲＡＭ１２へロードし、部品配置プログラムに従って、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置する処理を実行する。

ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。

ＲＯＭ１３は、ＣＡＤシステム１０の起動プログラム、部品配置プログラプログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。

なお、ＲＯＭ１３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵ１１により読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、ＲＯＭ１３内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

部品情報記憶部１４は、部品固有の座標空間における部品の形状情報と、部品名とを、関連付けて記憶する。

座標情報記憶部１５は、部品固有の座標空間の名前（座標名）と、組立用の座標空間と部品固有のローカル座標空間との相対位置情報とを、関連付けて記憶する。

操作受付部１６は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号をＣＰＵ１１に出力する。

表示出力部１７は、たとえば液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、ＣＰＵ１１の制御に従って各種情報を表示する。

ネットワーク接続部１８は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部１８は、この各種プロトコルに従ってＣＡＤシステム１０と他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

図２は、図１に示すＣＰＵ１１による機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。

ＣＰＵ１１は、部品配置プログラムによって、少なくとも部品形状取得部１１ａ、部品名取得部１１ｂ、座標位置取得部１１ｃ、座標名取得部１１ｄ、配置要求判定部１１ｅ、部品選択情報取得部１１ｆ、抽出部１１ｇ、部品配置部１１ｈおよび表示制御部１１ｉとして機能する。この各部１１ａ〜１１ｉは、ＲＡＭ１２の所要のワークエリアを、データの一時的な格納場所として利用する。なお、この機能実現部は、ＣＰＵ１１を用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。

次に、本実施形態に係るＣＡＤシステム１０の動作の一例について説明する。

なお、以下の説明おいては、組立用の座標空間（以下、グローバル座標空間という）に配置する部品が、部品名「A_PART」の部品２１および部品名「B_PART」の部品３１の２つである場合の例について示す。

図３（Ａ）は、部品名「A_PART」の部品２１が、部品２１に固有の座標空間（原点２２）に配置された様子を示す説明図であり、（Ｂ）は、部品名「B_PART」の部品３１が、部品３１に固有の座標空間（原点３２）に配置された様子を示す説明図である。

各部品は、あらかじめユーザにより操作入力部を介して、表示出力部１７を使用した各部品固有の座標空間（以下、ローカル座標空間という）において、従来ＣＡＤで知られた手法に従ってコンピュータグラフィックスにより表示可能な形状（三次元形状データ）を作成される。また、各部品には、あらかじめユーザにより操作入力部を介して、それぞれ名前（部品名）が設定される。

さらに、各部品のローカル座標空間の原点は、あらかじめユーザにより操作入力部を介して、表示出力部１７を使用したグローバル座標空間に配置される。また、各ローカル座標空間には、あらかじめユーザにより操作入力部を介して、それぞれ名前（座標名）が設定される。

図４は、グローバル座標空間に配置されたローカル座標空間の様子を示す説明図である。

グローバル座標空間にローカル座標空間を配置するためには、グローバル座標空間とローカル座標空間との相対位置情報が必要となる。

この相対位置情報には、グローバル座標空間の原点４１から各ローカル座標空間の原点２２および３２の距離（グローバル座標空間の原点４１に対する各ローカル座標空間の原点２２および３２の相対位置）の情報が含まれる。また、この相対位置情報には、グローバル座標空間に対するローカル座標空間の回転量の情報を含むことができる。回転量は、全ての座標空間が右手系または左手系のいずれか一方の直交座標系で統一されている場合、グローバル座標空間における各ローカル座標空間のｘ、ｙ、ｚ軸のうちの２つの軸の単位ベクトルが決まれば、一意に決定される。

部品名およびこの部品に固有のローカル座標空間の名前（座標名）は、あらかじめ定められた命名規則に従ってユーザにより設定される。この命名規則は、命名規則のもとで、対応関係にある部品名と座標名が、他の部品名や座標名と区別できるような規則とする。この命名規則として、たとえば、対応関係にある部品名と座標名に、少なくとも同一の文字列を含む（一部が共通である）ものとする規則が考えられる。

以下の説明においては、命名規則として、対応関係にある部品名と座標名とを完全に同一の文字列とする規則を用いる場合の例について示す。たとえば、ユーザにより操作入力部を介して部品名「A_PART」と設定された部品２１のローカル座標空間の座標名は、ユーザにより操作入力部を介して「A_PART」と設定される。部品名と座標名の設定はいずれが先に行われてもよい。

図５は、図１に示すＣＡＤシステム１０のＣＰＵ１１により、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置する処理を実行する際の手順を示すフローチャートである。図５において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。

まず、のステップＳ１において、部品形状取得部１１ａは、ユーザによって操作受付部１６を介して入力された、部品２１のローカル座標空間における部品２１の形状情報（図３（Ａ）参照）を取得し、この部品２１の形状情報を部品情報記憶部１４に記憶させる。

次に、ステップＳ２において、部品名取得部１１ｂは、ユーザによって操作受付部１６を介して入力された部品２１の部品名（A_PART）の情報を取得し、部品２１の形状情報と関連付けて部品情報記憶部１４に記憶させる。

次に、ステップＳ３において、座標位置取得部１１ｃは、ユーザによって操作受付部１６を介して入力された、グローバル座標空間と部品２１のローカル座標空間との相対位置情報を取得し、座標情報記憶部１５に記憶させる。

次に、ステップＳ４において、座標名取得部１１ｄは、ユーザによって操作受付部１６を介して入力された部品２１のローカル座標空間の座標名（A_PART）の情報を取得し、グローバル座標空間と部品２１のローカル座標空間との相対位置情報と関連付けて座標情報記憶部１５に記憶させる。

次に、ステップＳ５において、配置要求判定部１１ｅは、ユーザによって操作受付部１６を介して部品をグローバル座標空間に配置したい旨の要求があったかどうか判定する。部品をグローバル座標空間に配置したい旨の要求があった場合は、ステップＳ６に進む。一方、この要求がない場合は、ステップＳ６に戻り、ひきつづき他の部品に関する各種情報を取得する手順を実行する。たとえば、本実施形態に示す例では、部品名「A_PART」の部品２１についてステップＳ１からＳ５を実行し、ひきつづき部品名「B_PART」の部品３１についてステップＳ１からＳ５を実行することになる。

次に、ステップＳ６において、部品選択情報取得部１１ｆは、ユーザによって操作受付部１６を介して、グローバル座標空間に配置する部品の情報を取得する。ユーザは、多数の部品をＣＡＤシステム１０に入力しておいてから、所望の部品のみをグローバル座標空間に配置することができる。本実施形態では、このステップＳ６において、部品２１および部品３１が選択された場合の例について説明する。

次に、ステップＳ７において、抽出部１１ｇは、部品情報記憶部１４および座標情報記憶部１５を検索することにより、対応関係にある部品名および座標名として、完全に同一の文字列からなる部品名および座標名を抽出する。

図６は、グローバル座標空間に配置された各ローカル座標空間に、部品がそれぞれ配置された様子を示す説明図である。

次に、ステップＳ８において、図６に示すように、部品配置部１１ｈは、抽出された部品名および座標名の情報を抽出部１１ｇから受け、部品名に関連付けられて部品情報記憶部１４に記憶されている部品の形状情報と、座標名に関連付けられて座標情報記憶部１５に記憶されている相対位置情報とにもとづいて、部品をグローバル座標空間内に配置する。

次に、ステップＳ９において、表示制御部１１ｉは、部品が配置された座標空間の画像を生成し、この画像を表示出力部１７に表示させる。

以上の手順により、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置することができる。

本実施形態に係るＣＡＤシステム１０は、命名規則に従って名前が設定された部品とローカル座標空間の情報を取得し、命名規則のもとで対応関係にある部品名および座標名を抽出する。このため、部品をグローバル座標に自動的に配置することができる。したがって、このＣＡＤシステム１０は、グローバル座標空間から目視により手動で所望のローカル座標空間を探索する手間を省くことができ、ユーザにとって非常に利便性が高い。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係るＣＡＤシステムおよび部品配置方法の一実施形態を示す概略的な全体構成図。 図１に示すＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 図１に示すＣＡＤシステムのＣＰＵにより、組立品を作成する際に効率よく容易に部品を配置する処理を実行する際の手順を示すフローチャート。 （Ａ）は、部品名「A_PART」の部品が、部品に固有の座標空間に配置された様子を示す説明図、（Ｂ）は、部品名「B_PART」の部品が、部品に固有の座標空間に配置された様子を示す説明図。 グローバル座標空間に配置されたローカル座標空間の様子を示す説明図。 グローバル座標空間に配置された各ローカル座標空間に、部品がそれぞれ配置された様子を示す説明図。

符号の説明

１０ ＣＡＤシステム
１１ ＣＰＵ
１１ａ 部品形状取得部
１１ｂ 部品名取得部
１１ｃ 座標位置取得部
１１ｄ 座標名取得部
１１ｅ 配置要求判定部
１１ｆ 部品選択情報取得部
１１ｇ 抽出部
１１ｈ 部品配置部
１１ｉ 表示制御部
１２ ＲＡＭ
１３ ＲＯＭ
１４ 部品情報記憶部
１５ 座標情報記憶部
１６ 操作受付部
１７ 表示出力部
１８ ネットワーク接続部
２１ 部品名「A_PART」の部品
２２ 部品２１に固有の座標空間の原点
３１ 部品名「B_PART」の部品
３２ 部品３１に固有の座標空間の原点
４１ 組立用の座標空間の原点

Claims (12)

1. 部品固有の座標空間における部品の形状情報を取得する部品形状取得部と、
   前記部品に対して命名規則に従って設定された名前の情報を取得する部品名取得部と、
   前記部品の組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との相対位置情報を取得する座標位置取得部と、
   前記部品固有の座標空間に対して前記命名規則に従って設定された名前の情報を取得する座標名取得部と、
   前記命名規則のもとで対応関係にある前記部品名および前記座標名を抽出する抽出部と、
   この抽出された前記部品名および前記座標名にそれぞれ対応する前記部品の形状情報および前記相対位置情報にもとづいて、前記部品を前記組立用の座標空間内に配置する部品配置部と、
   を備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
2. 前記部品が配置された前記組立用の座標空間の画像を表示部に表示させる表示制御部をさらに備えた請求項１記載のＣＡＤシステム。
3. 前記組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との前記相対位置情報は、前記組立用の座標空間の原点に対する前記部品固有の座標空間の原点の相対位置の情報を含む、
   請求項１記載のＣＡＤシステム。
4. 前記組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との前記相対位置情報は、前記組立用の座標空間に対する前記部品固有の座標空間の回転量の情報を含む、
   請求項１記載のＣＡＤシステム。
5. 前記部品の形状情報と前記部品名とを関連付けて記憶する部品情報記憶部と、
   前記相対位置情報と前記座標名とを関連付けて記憶する座標情報記憶部と、
   をさらに備えた請求項１記載のＣＡＤシステム。
6. 前記抽出部は、
   前記部品情報記憶部および前記座標情報記憶部を検索することにより、前記命名規則のもとで対応関係にある前記部品名および前記座標名を抽出し、
   前記部品配置部は、
   前記抽出された前記部品名に関連付けられて前記部品情報記憶部に記憶されている前記部品の形状情報と、前記座標名に関連付けられて前記座標情報記憶部に記憶されている前記相対位置情報とにもとづいて、前記部品を前記組立用の座標空間内に配置する、
   請求項５記載のＣＡＤシステム。
7. 前記命名規則は、少なくとも同一の文字列を含む前記部品名および前記座標名を対応関係にあるものとする規則である、
   請求項１記載のＣＡＤシステム。
8. 部品固有の座標空間における部品の形状情報を取得するステップと、
   前記部品に対して命名規則に従って設定された名前の情報を取得するステップと、
   前記部品の組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との相対位置情報を取得するステップと、
   前記部品固有の座標空間に対して前記命名規則に従って設定された名前の情報を取得するステップと、
   前記命名規則のもとで対応関係にある前記部品名および前記座標名を抽出するステップと、
   この抽出された前記部品名および前記座標名にそれぞれ対応する前記部品の形状情報および前記相対位置情報にもとづいて、前記部品を前記組立用の座標空間内に配置するステップと、
   前記部品が配置された前記組立用の座標空間の画像を表示部に表示させるステップと、
   を有することを特徴とする部品組立方法。
9. 前記組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との前記相対位置情報は、前記組立用の座標空間の原点に対する前記部品固有の座標空間の原点の相対位置の情報を含む、
   請求項８記載の部品組立方法。
10. 前記組立用の座標空間と前記部品固有の座標空間との前記相対位置情報は、前記組立用の座標空間に対する前記部品固有の座標空間の回転量の情報を含む、
    請求項８記載の部品組立方法。
11. 前記部品の形状情報と前記部品名とを関連付けて記憶するステップと、
    前記相対位置情報と前記座標名とを関連付けて記憶するステップと、
    をさらに有する請求項８記載の部品組立方法。
12. 前記命名規則は、少なくとも同一の文字列を含む前記部品名および前記座標名を対応関係にあるものとする規則である、
    請求項８記載の部品組立方法。

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