JP2009176445A - ワイヤーハーネス結線作業の自動検討システム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元試作におけるワイヤーハーネス評価において、抜けや漏れが生じず自動的に解析可能なワイヤーハーネス評価のシステムを提供する。
【解決手段】ワイヤーハーネス移動端にハンドスペース領域を設定し、端部移動方向に端部移動量だけハンドスペース領域を移動させた際にハンドスペース領域ＨＡを移動させる軌跡移動手段１４を備え、
軌跡移動手段１４が移動させた後、部品記憶手段１４ｃに干渉部品の記憶があるか否かを判断し、干渉部品があった場合には、干渉した部品を特定する干渉評価手段１５を備え、
軌跡移動手段１４および干渉評価手段１５がハンドスペース領域ＨＡ移動時に相手部品情報によって設定される相手部品との干渉の有無を判断し、且つ、相手部品を特定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車や家電製品などの電気系統を必要とする機器の製造工程において、電気系統の配線を行うワイヤーハーネスを効率よく結線させるためにワイヤーハーネス結線の作業に必要な結線作業スペースの有無を検討するシステムに関する。

自動車や家電製品等の内部に配設される電気系統の配線は、ワイヤーハーネスによって結線されるのが一般的である。
そして、ワイヤーハーネスの結線においては、結線作業を円滑に行うためにワイヤーハーネスに予め余分な長さを持たせておくことが必要である。この余分な長さが余長であるが、余長を必要以上設けてしまっては、製造コストがかかるだけではなく、結線時に余長部分の始末に手間がかかったり、余分なスペースや余分な結束が必要となってしまい、製造時間がかかってしまう。

そこで、ワイヤーハーネスは、予め余長を評価して最もよいと思われる余長を設けたものに決定する必要があった。
そこで、従来のワイヤーハーネスに設ける余長の評価は、３次元試作したワイヤーハーネスを１つ１つ技術者が手動で移動させて確認評価していた。
また、ワイヤーハーネスを結線する際に、作業者の手がワイヤーハーネス周囲部にある他の部品である相手部品と干渉するか否かの判断は、３次元試作したワイヤーハーネス周囲部の部品位置を、相手部品毎に一つ一つ干渉するか否かの確認を行っていた。

しかしながら、従来のワイヤーハーネスの余長評価では、作業者が手動で行うため、作業時間がかかってしまうという問題点を有した。
更に、全て人手によるので、評価漏れや評価抜けが生じ、ワイヤーハーネスの設計不良品を出してしまう可能性があるという問題点を有した。
また、ワイヤーハーネスを結線する際には、作業者の手がワイヤーハーネス周囲部にある他の部品である相手部品と干渉し、ワイヤーハーネス自体は結線するための移動スペースを持っていても、作業者の手と相手部品との干渉により実質的に結線できなくなるが、この相手部品との干渉の確認は、部品毎にその位置を特定し、該位置と３次元試作したワイヤーハーネスとの位置関係を作業者自身が考慮判断していたので、該干渉の有無の判断作業に多大な時間を費やすと共に、客観的・数値的な判断が出来ないという問題点を有した。

そこでこの発明は、上記問題点に鑑み、ワイヤーハーネス結線時に作業者の手と相手部品との干渉の有無を自動的に行えるワイヤーハーネス結線作業の自動検討システムを提供する。

そこでこの発明は、必要なワイヤーハーネスの長さを自動的に算出可能なシステムとして、長さおよび両端位置ならびに物性条件によって特定されるワイヤーハーネスの移動端部を端部移動量および移動方向によって特定される解析条件に基づいて移動させた際、ワイヤーハーネス周囲にある部品の位置情報を相手部品情報として予め記憶された相手部品との干渉を検討可能なシステムであって、ワイヤーハーネス移動端に予め定めるハンドスペース領域を設定し、予め設定された端部移動方向に端部移動量だけハンドスペース領域を移動させ、移動させた際にハンドスペース領域が相手部品情報によって設定される相手部品と干渉した場合には干渉した相手部品を干渉部品として部品記憶手段に記憶させる軌跡移動手段を備え、軌跡移動手段が移動させた後、部品記憶手段に干渉部品の記憶があるか否かを判断し、干渉部品があった場合には、干渉した部品を表示させる干渉評価手段を備え、軌跡移動手段および干渉評価手段がハンドスペース領域移動時に相手部品情報によって設定される相手部品との干渉の有無を判断し、且つ、相手部品を特定可能なことを特徴とするワイヤーハーネス結線作業の自動検討システムを提供する。
更にこの発明では、長さおよび両端位置ならびに物性条件によって特定されるワイヤーハーネスを、少なくとも固定位置からの端部移動量および移動方向によって特定される解析条件に基づいて移動した後のワイヤーハーネスの状態を解析可能なＦＥＭ解析を用いてワイヤーハーネス長を評価可能であり、且つ、ワイヤーハーネス周囲にある部品の位置情報を相手部品情報として予め記憶されてワイヤーハーネス移動時の相手部品情報との干渉を評価可能なシステムであって、ワイヤーハーネス端部を接続する際に必要な端部移動量および移動方向、ならびに、移動時に用いることが出来る要件負荷を予め設定されて記憶される要件設定手段を備え、ワイヤーハーネス移動端を要件設定手段によって設定された端部移動方向に端部移動量だけ移動可能か否かをＦＥＭ解析により判断可能なＦＥＭ解析判断手段を備え、ＦＥＭ解析判断手段によって移動可能であると判断された場合にＦＥＭ解析判断手段によって求められた作業負荷と要件設定手段によって設定された要件負荷とを比較し要件負荷による移動が可能であるか否かを判断可能な作業負荷判断手段を備え、ＦＥＭ解析判断手段および作業負荷判断手段が移動不可能であると判断した場合、ならびに、作業負荷判断手段が要件負荷による作業が不可能であると判断した場合に、ＦＥＭ解析判断手段で用いられるワイヤーハーネス長に所定の長さを加えて新たな必要ワイヤーハーネス長として一時的に記憶させる評価長加算手段を備え、作業負荷判断手段によって要件負荷による移動が可能であると判断された場合に、ワイヤーハーネス移動端に予め定めるハンドスペース領域を設定し、要件設定手段によって設定された端部移動方向に端部移動量だけハンドスペース領域を移動させ、移動させた際にハンドスペース領域が相手部品情報によって設定される相手部品と干渉した場合には干渉した相手部品を干渉部品として部品記憶手段に記憶させる軌跡移動手段を備え、軌跡移動手段が移動させた後、部品記憶手段に干渉部品の記憶があるか否かを判断し、干渉部品があった場合には、干渉した部品を表示させる干渉評価手段を備え、ＦＥＭ解析判断手段あるいは作業負荷判断手段が否と判断した場合には評価長加算手段が新たなワイヤーハーネス長にて、再びＦＥＭ解析判断手段に解析判断させ、ＦＥＭ解析判断手段が要件設定手段によって設定された条件に基づいてＦＥＭ解析を行い移動可能であった場合には作業負荷判断手段により作業負荷の判断を行い、作業負荷判断手段が要件負荷で移動可能であると判断した場合には、ワイヤーハーネス長を出力し、軌跡移動手段および干渉評価手段がハンドスペース領域移動時に相手部品情報によって設定される相手部品との干渉の有無を判断し、且つ、相手部品を特定可能なことを特徴とするワイヤーハーネス結線作業の自動検討システムを提供する。

そしてこの発明によるワイヤーハーネス結線作業の自動検討システムでは、要件設定手段によって設定されたワイヤーハーネスの移動量、即ちコネクタとの抜き差し量と、該抜き差し時に加えることが出来る作業負荷、即ち作業者による抜き差しの力とを入力されて一時的に記憶領域に記憶させる。次いで、ＦＥＭ解析判断手段が、予め定められた両端位置および長さならびに柔軟性などの物理特性を有するワイヤーハーネスを要件設定手段にて設定された要件でＦＥＭ解析する。
そして、その結果、移動可能である場合には、続いて作業負荷判断手段が判断を行い、移動不可能である場合には、評価長加算手段がワイヤーハーネス長を所定量加算して新たに必要ワイヤーハーネス長を算出して一時的に記憶させる。ＦＥＭ解析判断手段では、新たに必要ワイヤーハーネス長が設定された場合には必要ワイヤーハーネス長をワイヤーハーネス長として再びＦＥＭ解析を行って移動可能か否かの判断を行い、否であれば再び評価長加算手段を繰り返す。

従って、ＦＥＭ解析判断手段では、ＦＥＭ解析の結果、移動が可能となるまでワイヤーハーネス長を伸ばしてＦＥＭ解析を行い、移動可能となった場合に続けて作業負荷判断手段に作業負荷判断を行わせる。また、ＦＥＭ解析判断手段では、ワイヤーハーネスを端部移動量だけ移動させるのに必要な作業負荷を出力して一時的に記憶させる。尚、ＦＥＭ解析では、解析後の状態にさせるための作業負荷を算出する既知の方法であり、特に詳説しない。
予め設定されたワイヤーハーネス長か、あるいは、評価長加算手段によって加算されたワイヤーハーネス長で移動可能であると判断されると、作業負荷判断手段によって予め設定された要件負荷と算出された作業負荷との比較が行われる。

作業負荷判断手段では、一時的に記憶されている作業負荷を読み込むと共に予め設定された要件負荷を読み込み量値を比較する。そして、作業負荷が要件負荷以内であれば評価評価を終了する。
また、作業負荷判断手段では、作業負荷が要件負荷より大きければ評価長加算手段を行わせる。評価長加算手段では、前記同様、ワイヤーハーネス長を所定量加算して再びＦＥＭ解析判断手段による解析を行う。この時ＦＥＭ解析判断手段による解析結果は、既に現在のワイヤーハーネス長で移動可能であるので、常に可能と判断されるので、再び作業負荷判断手段による負荷判断が行われることとなる。

そして、作業負荷判断手段では、再び作業負荷と要件負荷との比較を行う。この時、評価長加算手段によってワイヤーハーネス長が長く設定されているので、必然的に作業負荷は減少する。従って、作業負荷判断手段による判断が複数回繰り返されれば、いずれは作業負荷が要件負荷以下となるので、いずれは作業負荷判断手段による判断が否ではなくなる。
更に、移動可能であった場合には、軌跡移動手段がワイヤーハーネス移動端に予め定める領域となるハンドスペース領域を設定し、ハンドスペース領域を要件設定手段によって設定された端部移動方向および端部移動量に基づき移動させる。そして、所定方向へ所定量移動させた際に、予め設定される相手部品とハンドスペース領域とが干渉するか否かを監視し、干渉した場合には、干渉した部品を干渉部品として部品記憶手段へ記憶させておく。
ハンドスペース領域を端部移動方向へ端部移動量だけ移動させて相手部品との干渉の有無を確認した後、干渉評価手段が部品記憶手段に干渉部品の記憶があったか否かを判断し、干渉部品の記憶がある場合には、干渉部品を表示させてワイヤーハーネス結線作業の検討を終了する。同じく干渉部品の記憶がない場合には、特に干渉部品を表示させずにワイヤーハーネス結線作業の検討を終了する。

従って、この発明によれば、ワイヤーハーネス結線時にワイヤーハーネス移動端を作業者が持って移動させた際に、作業者の手の移動範囲をハンドスペース領域の移動範囲として評価することでワイヤーハーネス周囲部にある相手部品と作業者の手との干渉の有無を仮想評価可能となる。
そして更に、ワイヤーハーネスの長さが、ワイヤーハーネスを取付ける際に必要な余長を持って設定されているか否かを自動的に評価できると共に、ワイヤーハーネス結線時にワイヤーハーネス移動端を作業者が持って移動させた際に、作業者の手の移動範囲をハンドスペース領域の移動範囲として評価することでワイヤーハーネス周囲部にある相手部品と作業者の手との干渉の有無を仮想評価可能となるので、人手によったときのような評価抜けや、評価ミスが起こらないので、ワイヤーハーネスの確実な評価に加え作業者の手の移動領域をも確実に評価可能となる。更に、ワイヤーハーネス結線時の作業者の手の移動範囲と他部品との干渉の有無を自動的に行えるので、ワイヤーハーネス設計時の検討の工数を低減できるという効果を有する。

以下のこの発明の実施例を図面に基づき説明する。図１はこの発明の実施例を表す構成図であり、図２はこの発明の実施例のフローチャートであり、図３は出力表示する画面の説明図であり、図４はワイヤーハーネス移動端に仮想的に設けるハンドスペース領域を表す説明図である。

ワイヤーハーネス結線検討システム１は、ワイヤーハーネス結線作業の自動検討システムでありＦＥＭ解析を行う。ワイヤーハーネスは３次元試作される。即ち、パーソナルコンピュータ内部で仮想的にワイヤーハーネスの３次元モデルを予め試作する。これがワイヤーハーネスとなる。
試作されたワイヤーハーネスは、ＦＥＭ解析に先だって同解析に必要なデータが入力されている。例えば、ワイヤーハーネスの長さであり両端の位置である。ここで言うワイヤーハーネスの長さは、所々固定されていく固定部間であるワイヤーハーネスのスパン毎の長さであり、また、該スパンの両端の相対的な位置である。更に、ワイヤーハーネスは、束の太さや内部の電線の線種によって硬さが異なり曲げ強度等物理特性により配線時の作業に必要な負荷が異なるので、これら特性を物性条件として予め定められ入力されている。尚、ＦＥＭ解析の手法そのものは、既に確立されているものでありこの発明ではその詳説は避けるが、該解析に必要な記憶領域や処理手段をＦＥＭ解析判断手段が有している。

要件設定手段１１は、一端が固定されているワイヤーハーネスの他端を固定するために移動させるための端部移動距離、即ち差込距離が入力されて該値を記憶する。また同様に、移動の方向も入力されて該値を記憶する。更に、これら移動量および移動方向へ移動させるために費やせる差込力を要件負荷として入力されて該値を記憶する。従って要件設定手段１１は、記憶領域１１ａを有する。又、この記憶領域１１ａには、ＦＥＭ解析に必要であるワイヤーハーネスの両端位置や長さ、および、ワイヤーハーネスの物性条件も記憶される。更にまた、記憶領域１１ａには、ワイヤーハーネスの他端であるワイヤーハーネス移動端に作業者の手の大きさを仮想的に設けるためのハンドスペース領域情報を記憶される。このハンドスペース領域情報は、作業者が実際のワイヤーハーネス組み付け時にワイヤーハーネス移動端を持った際の手の大きさを模して決定され、この実施例ではワイヤーハーネス移動端を中心に所定半径の球体となるように予め球体半径をハンドスペース領域情報として記憶される。尚、ハンドスペース領域として記憶する際には、記憶領域１１ａには半径（あるいは直径）のみを記憶しておき、この値を読み出して仮想的に該半径（あるいは直径）の球体を生成すればよいが、全領域を記憶しておいても良い。以後、ハンドスペース領域は、ハンドスペース領域ＨＡで表す。

上記各条件の入力は、入力手段２により入力される。入力手段は、キーボードやマウスやすでにデータ入力されているフラッシュメモリ等である。

解析判断手段１２は、処理手段でありＦＥＭ解析を行う。解析判断手段１２によるＦＥＭ解析は、予め設定される所定長さおよび所定両端位置にある所定物性条件のワイヤーハーネスが、要件設定手段で設定された両端位置の移動量および移動方向へ移動可能であるか否かを解析し、移動可能である場合にはその移動位置におけるワイヤーハーネスの状態および移動時に必要とされる作業負荷を解析する。

解析判断手段１２は、要件設定手段１１に記憶されているワイヤーハーネス長等の諸条件を参照して入力可能であり、また、変更したワイヤーハーネス長を新たな必要ワイヤーハーネス長として記憶させることが可能である。
解析判断手段１２は、ＦＥＭ解析判断手段１２ａを有する。ＦＥＭ解析判断手段１２ａは、要件設定手段１１からＦＥＭ解析に必要なワイヤーハーネス長や両端位置、および、ワイヤーハーネスの物性条件を入力しＦＥＭ解析を行い、解析の結果を出力する。即ち、ワイヤーハーネスが移動可能であれば、移動させるために必要とされる作業負荷を算出し手要件設定手段１１に備える記憶領域１１ａに記憶させる。同時に、ＦＥＭ解析によって得られたワイヤーハーネスの両端位置を解析後データとして記憶させる。このとき、ワイヤーハーネスの長さも、必要ワイヤーハーネス長として記憶する。尚、必要ワイヤーハーネス長は、ＦＥＭ解析で移動不可能であった場合には新たに少し長いワイヤーハーネス長として必要ワイヤーハーネス長が設定される。

また、解析判断手段１２には、作業負荷判断手段１２ｂを備える。作業負荷判断手段１２ｂは、ＦＥＭ解析判断手段１２ａがワイヤーハーネスをＦＥＭ解析した結果、両端位置を要件設定手段１１の記憶領域１１ａに記憶されている端部移動量でやはり記憶されている端部移動方向へ移動可能であると判断された際に実行され、要件設定手段１１の記憶領域１１ａに記憶されている要件負荷およびＦＥＭ解析で解析された作業負荷とを入力して比較する。そして、作業負荷が要件負荷以下であれば、解析を終了して解析データ画面生成手段１３に解析結果を表示するための画像データを生成させる。

評価長加算手段１２ｃは、ＦＥＭ解析判断手段１２ａおよび作業負荷判断手段１２ｂが否であると判断した場合に行われる。即ち、ＦＥＭ解析判断手段１２ａが要件設定手段１１に記憶されている両端移動量および移動方向への移動が不可能である場合や、作業負荷判断手段１２ｂが要件負荷より作業負荷の方が大きいと判断した場合に行われる。
評価長加算手段１２ｃでは、予め定められた量をワイヤーハーネス長に加算して新たな必要ワイヤーハーネス長とし、記憶領域１１ａに記憶させる。そして、解析判断手段１２では、評価長加算手段１２ｃが新たな必要ワイヤーハーネス長を設定させて後再びＦＥＭ解析判断手段１２ａによりＦＥＭ解析を行う。

上記の解析判断手段１２によるワイヤーハーネスの端部移動状況の解析は、ワイヤーハーネス全体のうちの各スパン毎に行う。そして解析されたデータは各スパン毎に生成されて記憶領域１１ａに記憶される。これにより、ワイヤーハーネス全体の評価が行える。

解析判断手段１２による解析が終了すると、解析データ画面生成手段１３でディスプレイ３に出力するための画像データを生成する。即ち、解析データ画面生成手段１３では、記憶領域１１ａに記憶されている各スパン毎の解析データを一覧表形式で表示可能な画像信号を生成して表示手段であるディスプレイ３へ出力する。この時生成される画面は、図３に表すように、ワイヤーハーネスの各スパンにおける解析結果である。そして各データは横方向に、スパン、設計長（ワイヤーハーネス長）、評価結果、必要ワイヤーハーネス長であり、例えば、図中スパン１と表記された横方向の一連の表示がワイヤーハーネスの最初と次の固定箇所間となるスパン１での解析データを表し、要件設定手段１１に記憶されたＦＥＭ解析を行う際のワイヤーハーネス長が設計長として表示されている。同様に評価結果として、解析の結果スパン１においては端部移動量の移動が可能であり且つ作業負荷が要件負荷以下であったのでＯＫと表示される。そして、必要ワイヤーハーネス長は、特に変更せず設計長のままなので特に表記していない。
尚、スパン２における表示では、評価結果として２７ｍｍの表示がなされ、必要ワイヤーハーネス長として８５ｍｍと表示がなされているが、これは、設計時のワイヤーハーネス長では端部を端部移動量だけ移動させることができず、本来３０ｍｍ移動させなければならないところ、要件負荷では２７ｍｍしか移動できなかったことを表している。そして、必要ワイヤーハーネス長の表記である８５ｍｍは、設計時のワイヤーハーネス長７８ｍｍに対して、要件負荷で端部移動量である３０ｍｍを移動させるには８５ｍｍのワイヤーハーネス長が必要であることを表している。

１４は、軌跡移動手段である。軌跡移動手段１４は、ハンドスペース領域設定手段１４ａおよびハンドスペース移動手段１４ｂ並びに相手部品情報記憶手段１４ｃからなる。
ハンドスペース領域設定手段１４ａは、記憶領域１１ａからハンドスペース領域ＨＡを決定するために記憶されているハンドスペース領域ＨＡ半径を問い合わせて取得し該半径の球体を仮想的に構成し、該球体をハンドスペース領域ＨＡとしてワイヤーハーネス移動端に設定する。即ち、ハンドスペース領域ＨＡの球体をワイヤーハーネス移動端に固定した状態とさせ、以後ワイヤーハーネス移動端はあたかもハンドスペース領域ＨＡの大きさで移動すると見なすこととなる。尚、この実施例においてはハンドスペース領域情報を記憶領域１１ａへ予め記憶しておいたが、軌跡移動手段１４に記憶手段を設けて記憶しておいてもよく、該情報を記憶する場所等は特に限定されない。
尚、この実施例では、ハンドスペース領域ＨＡは、所定半径の球体として設けたが、特に球体でなくとも実施可能であり、楕円形等でもよく、より簡易的には立方体や直方体あるいは他の多角形でも良い。また、更に詳細に判断したければ、ワイヤーハーネスの移動端を持った手の形状として特定しても良く、どのような形状に特定しても実施可能である。

ハンドスペース移動手段１４ｂは、ハンドスペース領域設定手段１４ａで設定されたハンドスペース領域ＨＡを、記憶領域１１ａに記憶されているワイヤーハーネス移動端の端部移動距離および端部移動方向を問い合わせて取得し、端部移動距離および端部移動方向へハンドスペース領域ＨＡを移動させる。ハンドスペース移動手段１４ｂによるハンドスペース領域ＨＡの移動は、作業負荷判断手段１２ｂにおけるワイヤーハーネス移動端の移動同様に行われる。

相手部品情報記憶手段１４ｃは、ワイヤーハーネス周囲部に位置する他の部品である相手部品の位置を予め相手部品情報として記憶される。この記憶は、部品名や記号等相手部品を特定可能な部品名と紐付けて記憶される。従って、相手部品情報では相手部品の位置から相手部品名を特定可能である（勿論、その逆も可能である。）。また、相手部品情報記憶手段１４ｃは、ハンドスペース領域ＨＡと干渉した相手部品を記憶する部品記憶手段をも兼ねる。

以下に図２に基づき解析の流れを説明する。図２は、各ステップによってフローを表すとともに、各ステップにおけるワイヤーハーネスの説明を(ａ)乃至(ｃ)によって視覚的に説明している。
Ｓ１は要件設定ステップである。要件設定ステップＳ１は、入力手段１によって要件設定手段１１の記憶領域１１ａへ端部移動量、移動方向、要件負荷のそれぞれを各ステップ毎に入力設定するステップである。即ち、スパン１では、端部移動量である引き出し量が３０ｍｍであり、引き出し方向は図２中の(ａ)に表した矢印方向であり、要件負荷は１００Ｎである。尚、引き出し方向は、ワイヤーハーネスの両端を結んだ線分に対する角度で表すが、実測しての入力では時間がかかるので、グラフィック表示される矢印の方向をマウスドラッグによって移動させて引き出し方向へ表示させ、該方向から自動的に算出させるなど、既に行われている手法を用いて行えば足りる。
また、ＦＥＭ解析に必要なデータとして、各スパン毎の設計長であるワイヤーハーネス長や各スパン両端の位置、および、ワイヤーハーネス柔軟性等の物性条件は既に記憶領域１１ａにＦＥＭ解析の基礎データとして入力されている。また、ワイヤーハーネス長は必要ワイヤーハーネス長としても記憶される。

要件設定ステップＳ１では、各データの入力が終わると、要件設定手段１１の記憶領域１１ａに該データを記憶させる。
以下、スパン２における解析例を表す。スパン２では、要件負荷は１００Ｎであり、両端移動量であるコネクタ引き出し量は３０ｍｍであり、引き出し方向は（ａ）に表す矢印方向である。

要件設定ステップＳ１に続けてＦＥＭ解析判断ステップＳ２が実行される。
ＦＥＭ解析判断ステップＳ２では、要件設定ステップＳ１で設定された要件負荷は１００Ｎであり、両端移動量であるコネクタ引き出し量は３０ｍｍであり、引き出し方向は（ａ）に表す矢印方向でのＦＥＭ解析を行う。そして、ＦＥＭ解析の結果、両端移動量だけ移動できる場合にはＯＫと判断し続けて作業負荷判断ステップＳ３を実行させ、移動できない場合（物性条件からワイヤーハーネスが断線してしまう場合等）には、ＮＧと判断し続けて評価長加算ステップＳ４を実行させる。
また、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２では、ＯＫであると判断した場合には、同時に端部移動時に必要な力である作業負荷を記憶領域１１ａにスパン２における作業負荷として記憶させる。また、ＮＧであると判断した場合には、既にＦＥＭ解析の条件として設定されたワイヤーハーネス長における移動可能であった最大移動量を記憶領域１１ａに移動結果のデータとして記憶させる。

ＦＥＭ解析判断ステップＳ２でＯＫと判断されると、作業負荷判断ステップＳ３が実行される。作業負荷判断ステップＳ３では、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２で記憶領域１１ａに記憶させた作業負荷と要件設定ステップＳ１で記憶領域１１ａに記憶させた要件負荷とを記憶領域１１ａから読み込んで比較し、作業負荷が要件負荷以下であればＯＫと判断し続けて表示ステップＳ８を実行させる。また、作業負荷が要件負荷より大きければＮＧと判断して評価長加算ステップＳ４を実行させる。

評価長加算ステップＳ４は、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２および作業負荷判断ステップＳ３のいずれかでＮＧと判断されると実行される。評価長加算ステップＳ４では、ワイヤーハーネス長に所定量を加算して新たな必要ワイヤーハーネス長として記憶領域１１ａに記憶された値を書き換える。そして、評価長加算ステップＳ４に続けてＦＥＭ解析判断ステップＳ２が再び実行される。

作業負荷判断ステップＳ３でＯＫであると判断されると実行される表示ステップＳ８は、各ステップ毎に評価結果を表示させる。表示結果の表示画面は、必要に応じ所望の画面を構成させればよく、表示させるデータは記憶領域１１ａに記憶されたＦＥＭ解析に用いる初期条件、要件設定ステップＳ１で設定され記憶領域１１ａに記憶された値、およびＦＥＭ解析判断ステップＳ２で解析判断された作業負荷であればよい。

次いで、スパン２におけるワイヤーハーネス長評価を、各ステップの順を追って説明する。
まず要件設定ステップＳ１が実行され、解析条件として端部移動量が３０ｍｍ、要件負荷が１００Ｎ、移動方向が（ａ）の矢印方向（両端部を結ぶ線分と成す角度で−６０°）として設定される。

次いで、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２が実行される。ＦＥＭ解析判断ステップＳ２では、記憶領域１１ａから必要ワイヤーハーネス長を読み込むとともにＦＥＭ解析に必要なワイヤーハーネスの物性条件等を読み込みスパン２におけるＦＥＭ解析をおこない必要ワイヤーハーネス長７８ｍｍで両端移動量３０ｍｍの移動が可能か否かを判断する。ＦＥＭ解析の結果、（ｃ）に表すように、ワイヤーハーネス長７８ｍｍでは１５ｍｍしか移動できないので、ＮＧと判断される。そして、該判断によって続けて評価長加算ステップＳ４を実行させる。必要ワイヤーハーネス長は、既に基礎条件としてスパン２におけるワイヤーハーネス長７８ｍｍが必要ワイヤーハーネス長としても記憶されている。

評価長加算ステップＳ４では、必要ワイヤーハーネス長７８ｍｍに所定長である１ｍｍを加算して必要ワイヤーハーネス長を７９ｍｍとして新たに記憶領域１１ａへ記憶させ、続けて再びＦＥＭ解析判断ステップＳ２を実行させる。
再び実行されるＦＥＭ解析判断ステップＳ２では、必要ワイヤーハーネス長７９ｍｍにおけるＦＥＭ解析を再び行う。その結果、１５ｍｍよりは多く移動できるもののやはり３０ｍｍの移動はできないので、ＮＧと判断する。
この作業を繰り返し、やがて、（ａ）に表すようにワイヤーハーネス長７８ｍｍから６ｍｍ延長した必要ワイヤーハーネス長８４ｍｍにおいて３０ｍｍの移動が可能となる。
すると、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２ではＯＫと判断するとともにこのとき解析された作業負荷１２０Ｎを作業負荷として記憶領域１１ａへ記憶させる。尚、作業負荷はＦＥＭ解析判断手段１２に設けるレジストリ等の一時記憶領域に記憶させておいてもよく、次に実行させる作業負荷判断ステップＳ３が読み込み可能であればどのような形態で記憶させてもよい。

ＦＥＭ解析判断ステップＳ２でＯＫと判断したことによって、作業負荷判断ステップＳ３が実行される。作業負荷判断ステップＳ３ではスパン２において３０ｍｍの移動が可能であった時の作業負荷１２０Ｎと要件設定ステップＳ１で設定された要件負荷１００Ｎとを記憶領域１１ａから読み込み比較する。そして比較の結果作業負荷１２０Ｎが要件負荷１００Ｎより大きいのでＮＧと判断し、続けて、評価長加算ステップＳ４を実行させる。

評価長加算ステップＳ４では、現在の必要ワイヤーハーネス長８４ｍｍを８５ｍｍへ変更して記憶領域１１ａへ書き換える。そして続けてＦＥＭ解析判断ステップＳ２を実行させる。
ＦＥＭ解析判断ステップＳ２では、必要ワイヤーハーネス長８５ｍｍでＦＥＭ解析を行う。そして解析の結果、勿論３０ｍｍの移動が可能であり、その際の作業負荷は２０Ｎと解析された。従って、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２ではＯＫと判断するとともに、必要ワイヤーハーネス長８５ｍｍにおける作業負荷２０Ｎを記憶領域１１ａへ記憶させる。

ＦＥＭ解析判断ステップＳ２がＯＫと判断したことに続けて、作業負荷判断ステップＳ３が実行される。作業負荷判断ステップＳ３では、前記同様記憶領域１１ａから作業負荷２０Ｎと要件負荷１００Ｎとを読み込み比較する。すると作業負荷２０Ｎが要件負荷１００Ｎ以下なのでＯＫと判断する。

このように、スパン２における解析が行われる。このように、各スパンにおける解析をスパン１からスパンｎまで繰り返し行い、各スパンにおける解析データを得る。尚、各スパンにおける解析の手法は、通常行なわれるようにスパンｎを順次加算して繰り返し行えばよく、特に繰り返しの方法については説明しないが、［ｎ］がスパン数の最大値である［１０］となったか否かを判断するステップを、作業負荷判断ステップＳ３がＯＫと判断した場合の次に設け、さらにこの判断ステップがＮＯと判断した際には、［ｎ＝ｎ＋１］を行うステップを作業負荷判断ステップＳ３がＯＫと判断した場合の次に設け、ＦＥＭ解析判断ステップＳ２および作業負荷判断ステップＳ３では、常に［ｎ］番目のスパンのデータを読み込んで解析を行うようにすればよい。そして［ｎ］が最大値であるスパン１０の［１０］となったと判断した場合に表示ステップＳ８を実行させるようにすればよく、このあたりのステップの詳細は、既に従来から行われており説明は省略する。

そして各スパンの解析終了を受けて、作業負荷判断ステップＳ３に続けてハンドスペース領域設定ステップＳ５を実行させる。
ハンドスペース領域設定ステップＳ５では、記憶領域１１ａへハンドスペース領域情報を問い合わせて受領し、該情報に基づいてハンドスペース領域ＨＡをワイヤーハーネス移動端へ設ける。
ハンドスペース領域設定ステップＳ５に続けてハンドスペース移動ステップＳ６を実行する。ハンドスペース移動ステップＳ６では、記憶領域１１ａへワイヤーハーネス移動端の移動距離および移動方向を問い合わせて取得すると共に、該情報に基づいてハンドスペース領域ＨＡを移動させる。
ハンドスペース移動ステップＳ６に続けては干渉評価ステップＳ７が実行される。
干渉評価ステップＳ７では、相手部品情報記憶手段１４ｃへ相手部品情報を問い合わせて取得する。従って、干渉評価ステップＳ７では、ワイヤーハーネス周囲部に位置している相手部品の位置を特定可能となる。そして干渉評価ステップＳ７では、ハンドスペース領域ＨＡを、特定可能となったワイヤーハーネス移動端の移動軌跡に沿って移動させた際にハンドスペース領域ＨＡと干渉する相手部品があった場合には続けて相手部品特定ステップＳ９を実行し、干渉する相手部品がなかった場合には続けて表示ステップＳ８を実行する。

干渉評価ステップＳ７に続けて実行される相手部品特定ステップＳ９では、干渉評価ステップＳ７で干渉が確認された相手部品を相手部品情報記憶手段１４ｃへ干渉部品として記憶させる。
従って、ハンドスペース移動ステップＳ６および干渉評価ステップＳ７並びに相手部品特定ステップＳ９では、ハンドスペース領域ＨＡの移動時にハンドスペース領域ＨＡと干渉した部品が特定されて相手部品情報記憶手段１４ｃへ記憶されることとなる。
尚、この実施例では、詳細の説明は省略するが、ハンドスペース移動ステップＳ６および干渉評価ステップＳ７によるハンドスペース領域ＨＡの移動ならびに干渉の有無の評価は、ワイヤーハーネス移動端の移動距離および移動方向によって特定されるワイヤーハーネス移動端の軌跡に沿って所定量移動毎に行われる。従って、図２に表すフローチャートでは、繰り返し行うためのハンドスペース領域ＨＡの所定移動量加算ステップや繰り返しステップは省略して記載しているが、例えば、要件設定手段１１で設定された移動開始位置および移動終了位置の間を０．１［ｍｍ］毎にハンドスペース移動ステップＳ６によって移動させてその都度干渉評価ステップＳ７で干渉の有無を評価する。そして、干渉がなかった場合には、更に０．１［ｍｍ］ハンドスペース領域ＨＡを移動させて再び干渉評価ステップＳ７を行い、干渉があった場合のみ相手部品特定ステップＳ９を干渉評価ステップＳ７に続けて実行させてから再びハンドスペース移動ステップＳ６によって更に０．１［ｍｍ］ハンドスペース領域ＨＡを移動させて干渉評価ステップＳ７による評価を行うというように繰り返す。

干渉評価ステップＳ７による干渉の有無の判断は、この実施例では、ハンドスペース領域ＨＡの最外域の位置を元に、相手部品情報記憶手段１４ｃに対し相手部品情報記憶手段１４ｃに記憶されている相手部品の位置との干渉を検索する。即ち、ハンドスペース領域ＨＡの最外域の位置が相手部品の位置の一部となっているか否かを判断し、オーバーラップしていれば干渉ありとしてその相手部品を干渉部品として相手部品情報記憶手段１４ｃへ記憶させる。
従って、ハンドスペース移動ステップＳ６および干渉評価ステップＳ７では、ワイヤーハーネス移動端の移動方向へ移動距離分だけの移動を終了した時点で、ワイヤーハーネス移動端の移動軌跡上でワイヤーハーネス移動端とは干渉しないがハンドスペース領域ＨＡと干渉する相手部品が、相手部品情報記憶手段１４ｃへ干渉部品としてリストアップされて記憶されることとなる。

そして、ワイヤーハーネス移動端の移動方向へ移動距離分移動させた後に続けて表示ステップＳ８を実行させる。

表示ステップＳ８では、既に解析された各スパンにおける解析結果を記憶領域１１ａから読み込み、解析結果に応じて各スパン毎に表示させる。
即ち、例えばスパン２における表示では、評価結果として２７ｍｍの表示がなされ、必要ワイヤーハーネス長として８５ｍｍと表示がなされているが、これは、設計時のワイヤーハーネス長では端部を端部移動量だけ移動させることができず、本来３０ｍｍ移動させなければならないところ、要件負荷では２７ｍｍしか移動できなかったことを表している。そして、必要ワイヤーハーネス長の表記である８５ｍｍは、設計時のワイヤーハーネス長７８ｍｍに対して、要件負荷で端部移動量である３０ｍｍを移動させるには８５ｍｍのワイヤーハーネス長が必要であることを表している。
また、スパン１における表示では、評価結果としてＯＫの表示がなされ、必要ワイヤーハーネス長としての表示はない。これは、設計時のワイヤーハーネス長として表示されている１７０ｍｍで且つ要件負荷で端部を端部移動量だけ移動させることができたことを表している。表示におけるワイヤーハーネス長は、記憶領域１１ａに記憶されている各スパン毎のワイヤーハーネス長を読み込んで表示させる。また、評価の結果である［結果］欄では、［設計長］としてのワイヤーハーネス長と必要ワイヤーハーネス長とを読み込み比較して必要ワイヤーハーネス長の方が大きければ、初期設定されていたワイヤーハーネス長を必要ワイヤーハーネス長として解析したときの移動可能量を記憶領域１１ａから読み込み表示させ、それ以外は［ＯＫ］と表示させる。

また、必要ワイヤーハーネス長の表示も、同様に［設計長］としてのワイヤーハーネス長と必要ワイヤーハーネス長とを記憶領域１１ａから読み込み比較して必要ワイヤーハーネス長の方が大きければ必要ワイヤーハーネス長を表示させ、それ以外は表示しないようにする。これら表示ステップＳ８における表示画面の生成は、記憶領域１１ａからデータを読み込み、それぞれ比較してその結果により記憶領域１１ａに記憶されている情報を表示させるかあるいは他の情報を表示させるにすぎず、従来から行われている単なる表示画面の生成であるので、詳細は省略する。
更に、表示ステップＳ８では、相手部品情報記憶手段１４ｃに干渉部品として記憶されている部品名を、相手部品情報記憶手段１４ｃへ問い合わせて干渉部品の情報を取得し、干渉部品名を表にしてディスプレイ３へ表示可能に表示画面の生成を行う。この表示画面の生成は、先に生成した各表示情報と一緒に表示されるように生成する。
そして、表示ステップＳ８で生成された画像をディスプレイ３へ表示させる。

尚、この実施例では、設計されたワイヤーハーネス長が必要以上に長い場合の評価については記載していないが、作業負荷と要件負荷との比較の結果要件負荷の方が大きい場合に、評価長を所定量短くする評価減算手段を設けて作業負荷が要件負荷より大きくなる境界のワイヤーハーネス長を求めることで、設計長が必要以上に長いか否かの判断を行わせることが可能なことは、容易に想到可能である。

この発明は、ワイヤーハーネスを用いて製造する電化製品や自動車等の製造の際のワイヤーハーネス設計に利用することが可能である。

この発明の実施例を表す構成図 この発明の実施例のフローチャート 出力表示する画面の説明図 ハンドスペース領域ＨＡを表す説明図

符号の説明

１ ワイヤーハーネス結線検討システム
１１ 要件設定手段
１１ａ 記憶領域
１２ 解析判断手段
１２ａ ＦＥＭ解析判断手段
１２ｂ 作業負荷判断手段
１２ｃ 評価長加算手段
１３ 解析データ画面生成手段
１４ 軌跡移動手段
１４ａ ハンドスペース領域設定手段
１４ｂ ハンドスペース移動手段
１４ｃ 相手部品情報記憶手段
１５ 干渉評価手段
２ 入力手段
３ ディスプレイ
Ｓ１ 要件設定ステップ
Ｓ２ ＦＥＭ解析判断ステップ
Ｓ３ 作業負荷判断ステップ
Ｓ４ 評価長加算ステップ
Ｓ５ ハンドスペース領域設定ステップ
Ｓ６ ハンドスペース移動ステップ
Ｓ７ 干渉評価ステップ
Ｓ８ 表示ステップ
Ｓ９ 相手部品特定ステップ

Claims (2)

1. 長さおよび両端位置ならびに物性条件によって特定されるワイヤーハーネスの移動端部を端部移動量および移動方向によって特定される解析条件に基づいて移動させた際、ワイヤーハーネス周囲にある部品の位置情報を相手部品情報として予め記憶された相手部品との干渉を検討可能なシステムであって、
   ワイヤーハーネス移動端に予めハンドスペース領域を設定し、予め設定された端部移動方向に端部移動量だけハンドスペース領域を移動可能な軌跡移動手段を備え、
   軌跡移動手段がハンドスペース領域を移動させた際に、ハンドスペース領域が相手部品情報によって設定される相手部品と干渉するか否かを判断可能であり、干渉すると判断した場合には干渉した相手部品を干渉部品として部品記憶手段に記憶させる干渉評価手段を備え、
   軌跡移動手段および干渉評価手段がハンドスペース領域移動時に相手部品情報によって設定される相手部品との干渉の有無を判断し、且つ、相手部品を特定可能なことを特徴とするワイヤーハーネス結線作業の自動検討システム。
2. 長さおよび両端位置ならびに物性条件によって特定されるワイヤーハーネスを、少なくとも固定位置からの端部移動量および移動方向によって特定される解析条件に基づいて移動した後のワイヤーハーネスの状態を解析可能なＦＥＭ解析を用いてワイヤーハーネス長を評価可能であり、且つ、ワイヤーハーネス周囲にある部品の位置情報を相手部品情報として予め記憶されてワイヤーハーネス移動時の相手部品情報との干渉を評価可能なシステムであって、
   ワイヤーハーネス端部を接続する際に必要な端部移動量および移動方向、ならびに、移動時に用いることが出来る要件負荷を予め設定されて記憶される要件設定手段を備え、
   ワイヤーハーネス移動端を要件設定手段によって設定された端部移動方向に端部移動量だけ移動可能か否かをＦＥＭ解析により判断可能なＦＥＭ解析判断手段を備え、
   ＦＥＭ解析判断手段によって移動可能であると判断された場合にＦＥＭ解析判断手段によって求められた作業負荷と要件設定手段によって設定された要件負荷とを比較し要件負荷による移動が可能であるか否かを判断可能な作業負荷判断手段を備え、
   ＦＥＭ解析判断手段および作業負荷判断手段が移動不可能であると判断した場合、ならびに、作業負荷判断手段が要件負荷による作業が不可能であると判断した場合に、ＦＥＭ解析判断手段で用いられるワイヤーハーネス長に所定の長さを加えて新たな必要ワイヤーハーネス長として一時的に記憶させる評価長加算手段を備え、
   作業負荷判断手段によって要件負荷による移動が可能であると判断された場合に、ワイヤーハーネス移動端に予め定めるハンドスペース領域を設定し、要件設定手段によって設定された端部移動方向に端部移動量だけハンドスペース領域を移動可能な軌跡移動手段を備え、
   軌跡移動手段がハンドスペース領域を移動させた際に、ハンドスペース領域が相手部品情報によって設定される相手部品と干渉するか否かを判断可能であり、干渉すると判断した場合には干渉した相手部品を干渉部品として部品記憶手段に記憶させる干渉評価手段を備え、
   ＦＥＭ解析判断手段あるいは作業負荷判断手段が否と判断した場合には評価長加算手段が新たなワイヤーハーネス長にて、再びＦＥＭ解析判断手段に解析判断させ、
   ＦＥＭ解析判断手段が要件設定手段によって設定された条件に基づいてＦＥＭ解析を行い移動可能であった場合には作業負荷判断手段により作業負荷の判断を行い、作業負荷判断手段が要件負荷で移動可能であると判断した場合には、ワイヤーハーネス長を出力し、
   軌跡移動手段および干渉評価手段がハンドスペース領域移動時に相手部品情報によって設定される相手部品との干渉の有無を判断し、且つ、相手部品を特定可能なことを特徴とするワイヤーハーネス結線作業の自動検討システム。

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