JP2011238008A - 接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法 - Google Patents

接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法 Download PDF

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Abstract

【課題】締結された部品間の接続関係を効率的に算出できる。
【解決手段】コンピュータ支援装置1は、部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部11と、記憶部11から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出部12と、包含形状算出部12によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を記憶部11から検索する干渉部品検索部13と、締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部13によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定部14とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法に関する。
機械部品の設計では、CAD(Computer Aided Design)を用いて、部品の組み立て状態を、3次元モデル上で検証することが重要となる。3次元モデル上で検証する際、3次元モデルの分解図や爆発図を自動的に生成する自動生成機能や部品同士の公差を解析する公差解析機能が用いられる。これらの機能では、部品間の接続関係の情報が必要となる。
部品間の接続関係の情報を算出する方法として、部品をポリゴン化したポリゴンモデル間で距離を計算し、部品間の最短距離から接触している接続関係の部品の組を算出する技術がある。また、部品の円柱状立体の中心軸線と、部品の円柱状空洞の中心軸線とを計算し、これら部品の3次元モデルで示される位置に配置した場合の中心軸線間の角度と距離とから互いに締結関係にある部品の組を算出する技術がある。
特開2008−65708号公報
しかしながら、締結された部品間の接続関係を算出する従来の技術では、部品の数が多くなると、計算量が膨大になるという問題がある。すなわち、部品の数が多くなると、部品に関するポリゴン数が増大し、ポリゴン間の組み合わせが増加するので、ポリゴンを用いた部品間の距離を計算する計算量が膨大になってしまう。また、部品の中心軸線間の角度と距離とから締結関係にある部品の組を算出する技術であっても、部品の数が多くなれば、部品間の組み合わせが増加するので、締結関係にある部品の組を算出する計算量が膨大になる。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、締結された部品間の接続関係を効率的に算出できる接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法を提供することを目的とする。
本願の開示する接続関係決定処理プログラムは、一つの態様において、部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順とをコンピュータに実行させる。
本願の開示する接続関係決定処理プログラムの一つの態様によれば、締結された部品相互間の接続関係を効率的に算出できるという効果を奏する。
図1は、実施例1に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。 図2は、接続関係決定処理の概念を示す図である。 図3は、実施例2に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。 図4は、部品情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。 図5は、接続関係記憶部のデータ構造の一例を示す図である。 図6は、包含形状算出の具体例について説明する図である。 図7は、干渉部品検索の具体例について説明する図である。 図8は、接続関係算出の具体例について説明する図である。 図9は、実施例2に係る接続関係決定処理の手順を示すフローチャートである。 図10は、干渉部品検索処理の手順を示すフローチャートである。 図11は、接続関係算出処理の手順を示すフローチャートである。 図12は、接続関係決定処理の用途を示す図である。 図13は、接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
以下に、本願の開示する接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[実施例1に係るコンピュータ支援装置の構成]
図1は、本実施例1に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、コンピュータ支援装置1は、記憶部11、包含形状算出部12、干渉部品検索部13及び接続関係決定部14を有する。
記憶部11は、部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する。包含形状算出部12は、記憶部11から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する。ここで、締結部品とは、少なくとも2つの部品を接触させ、固定する機能を持つ部品を指す。例えば、締結部品は、ネジ、ボルト、スナップフィットまたはリベットであるが、これらに限定されるものではない。
干渉部品検索部13は、包含形状算出部12によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を記憶部11から検索する。接続関係決定部14は、締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部13によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。なお、締結部品が有する機能とは、例えば部品間を締結する機能であるが、締結部品の形状を含むものとする。
ここで、コンピュータ支援装置1による接続関係決定処理の概念を、図2を参照しながら説明する。図2は、接続関係決定処理の概念を示す図である。図2(A)に示すように、包含形状算出部12は、記憶部11から部品間を締結する締結部品Nの部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品Nの3次元形状を包含する包含形状Xを算出する。ここでは、締結部品Nは、ネジを指すものとする。
そして、図2(B)に示すように、干渉部品検索部13は、包含形状算出部12によって算出された包含形状Xの配置位置に基づき、当該包含形状Xと干渉する部品A、Bの部品情報を、記憶部11から検索する。すなわち、干渉部品検索部13は、包含形状Xの位置周辺から該包含形状Xに干渉する2部品A、Bの部品情報を検索する。
さらに、図2(C)に示すように、接続関係決定部14は、締結部品Nが有する機能に基づいて、干渉部品検索部13によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。例えば、部品Aの動けない方向は、締結部品Nの機能から規定される部品Bの方向を示し、部品Bの動けない方向は、締結部品Nの機能から規定される部品Aの方向を示すこととなる。すなわち、締結部品Nと干渉する部品Aは、部品Bが締結部品Nと干渉しているので、部品Bの方向に動けないのである。一方、締結部品Nと干渉する部品Bは、部品Aが締結部品Nと干渉しているので、部品Aの方向に動けないのである。
このようにして、コンピュータ支援装置1は、記憶部11から部品間を締結する締結部品の部品情報を検索し、当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出するようにした。このため、コンピュータ支援装置1は、当該包含形状の位置周辺に絞って、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を検索できる。この結果、コンピュータ支援装置1は、締結部品が有する機能に基づいて、当該締結部品の包含形状と干渉する部品同士の動けない方向を効率的に算出できる。
[実施例2に係るコンピュータ支援装置の構成]
図3は、本実施例2に係るコンピュータ支援装置2の構成を示す機能ブロック図である。コンピュータ支援装置2は、入力部21、出力部22、記憶部23及び制御部24を有する。
入力部21は、ユーザが操作データを入力するための装置であり、例えば、キーボード、マウスまたはタッチパネル型ディスプレイ等を含む。出力部22は、後述する接続関係決定部245によって決定される、締結された相互部品間の接続関係等を出力する装置であり、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)、タッチパネル型ディスプレイ等を含む。
記憶部23は、3次元モデルデータベース231及び接続関係記憶部233を有する。なお、記憶部23は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(flash memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置を含む。
3次元モデルデータベース231は、部品を含む3次元モデルのデータベースであり、CAD(Computer Aided Design)によって生成された部品を含む3次元データを記憶する。例えば、3次元データは、部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状を表す形状データ及び、部品が配置される位置を表す位置データを含む。なお、3次元形状を表す形状データには、部品のポリゴンモデルを含むものとしても良い。
また、3次元モデルデータベース231は、部品情報記憶部232を含む。部品情報記憶部232は、部品の機能に応じた動作方向を、部品毎に記憶する。ここで、部品情報記憶部232について図4を参照しながら説明する。図4は、部品情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図4に示すように、部品情報記憶部232は、部品名232a、型番232b及び動作方向232cを、型番232bに対応付けて記憶する。部品名232aは、部品の名称を示す。例えば、部品名232aには、部品間を締結する締結部品を指すネジ、ボルト、スナップフィットまたはリベット等がある。また、部品名232aには、締結部品の他、締結部品によって締結される部品がある。
型番232bは、部品名232aによって示される部品の機能に応じた識別番号を示す。例えば、部品名232aが2部品間を締結する締結部品の場合には、2部品間を締結する機能を有する部品を把握する識別番号となる。また、部品名232aが3部品間を締結する締結部品の場合には、3部品間を締結する機能を有する部品を把握する識別番号となる。
動作方向232cは、部品名232aによって示される部品の機能を発揮するために動作する方向を示す。例えば、部品名232aが締結部品の場合には、動作方向232cは、部品間を締結する機能を発揮するために動作する方向、すなわち締結部品の中心軸方向となる。
図3に戻って、接続関係記憶部233は、後述する接続関係決定部245によって決定される部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する。ここで、接続関係記憶部233について図5を参照しながら説明する。図5は、接続関係記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図5に示すように、接続関係記憶部233は、接続関係233bを部品名233aに対応付けて記憶する。
部品名233aは、締結部品と干渉する部品の名称である。接続関係233bは、部品名233aによって示される部品が動けない方向を指す。例えば、部品A及び部品Bが同一の締結部品と干渉する場合、部品Aに関する接続関係233bは、部品Bの方向となる。一方、部品Bに関する接続関係233bは、部品Aの方向となる。
図3に戻って、制御部24は、包含形状算出部241、干渉部品検索部244、接続関係決定部245及び接続関係出力部247を有する。また、包含形状算出部241は、締結部品検索部242及び締結部品包含形状算出部243を有する。また、接続関係決定部245は、接続関係算出部246を有する。なお、制御部24は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路またはCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の電子回路である。
締結部品検索部242は、入力部21からの操作データに基づいて、3次元モデルデータベース231から部品間を締結する締結部品の部品情報を検索する。具体的には、締結部品検索部242は、入力部21によって指定される締結部品の名称を取得すると、部品情報記憶部232から該締結部品の名称に対応する型番232b及び動作方向232cを、部品情報として検索する。さらに、締結部品検索部242は、3次元モデルデータベース231から指定される締結部品の名称に対応する3次元形状及び配置位置を、部品情報として検索する。なお、締結部品検索部242は、入力部21によって指定される締結部品の名称に基づいて締結部品の部品情報を検索するものとして説明したが、入力部21によって指定される締結部品の形状に基づいて検索するようにしても良い。
締結部品包含形状算出部243は、締結部品検索部242によって検索された締結部品の部品情報に含まれる3次元形状を包含する包含形状を算出する。例えば、3次元形状を包含する包含形状には、当該3次元形状を包含する直方体、すなわちバウンディングボックス(Bounding Box)がある。また、3次元形状を包含する別の包含形状には、当該3次元形状を包含する円柱がある。
ここで、包含形状算出の具体例について図6を参照しながら説明する。図6は、包含形状算出の具体例を示す図である。図6に示すように、締結部品がネジNの場合、ネジNの3次元形状を包含する形状の一例として、バウンディングボックスXがある。また、ネジNの3次元形状を包含する形状の別の例として、円柱Xがある。円柱Xは、ネジNの3次元形状の頂部を含む程度の大きさで良い。
図3に戻って、干渉部品検索部244は、締結部品包含形状算出部243によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を3次元モデルデータベース231から検索する。具体的には、干渉部品検索部244は、締結部品包含形状算出部243によって算出された締結部品を包含する包含形状を複数のポリゴンに分解する。また、干渉部品検索部244は、3次元モデルデータベース231によって記憶された部品情報から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される部品の部品情報を順次選択する。そして、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を複数のポリゴンに分解する。なお、所定範囲とは、当該締結部品が部品と干渉可能な距離の範囲を意味し、締結部品の大きさから換算される締結部品毎の値であっても良いし、全ての種類の締結部品の内、最大の大きさの締結部品から換算される値であっても良い。
また、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。そして、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差する場合には、当該部品情報及び交差位置を記憶部231に一時的に格納する。つまり、干渉部品検索部244は、選択した部品が締結部品と干渉すると判断する。
また、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれのポリゴンも締結部品を包含する包含形状を形成するいずれのポリゴンと交差しない場合には、次の部品を選択する。つまり、干渉部品検索部244は、選択した部品が締結部品と干渉しないと判断する。なお、締結部品を包含する包含形状と干渉する部品を検索する方法の一例として、ポリゴンの干渉チェックアルゴリズムがある。
ここで、干渉部品検索の具体例について図7を参照しながら説明する。図7は、干渉部品検索の具体例について説明する図である。図7(A)に示すように、干渉部品検索部244は、締結部品を包含する包含形状をバウンディングボックスXとし、バウンディングボックスXを複数のポリゴンに分解する。ここでは、バウンディングボックスXの1つのポリゴンとしてxがあるものとする。
次に、図7(B)に示すように、干渉部品検索部244は、3次元モデルデータベース231によって記憶された部品の部品情報から、1個の部品Aの部品情報を選択し、選択した部品Aの部品情報に含まれる3次元形状を複数のポリゴンに分解する。ここでは、部品Aの3次元形状のポリゴンとしてa及びaがあるものとする。
次に、図7(C)に示すように、干渉部品検索部244は、選択した部品Aの部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含するバウンディングボックスXを形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。ここでは、干渉部品検索部244は、部品Aの3次元形状を形成するポリゴンaが締結部品を包含するバウンディングボックスXを形成するポリゴンxと交差するので、部品Aを締結部品と干渉している部品として検索する。
図3に戻って、接続関係算出部246は、締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部244によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。具体的には、接続関係算出部246は、部品情報記憶部232から指定された締結部品の動作方向232cを読み出す。また、接続関係算出部246は、干渉部品検索部244によって締結部品と干渉した部品が複数個検索された場合には、検索された複数個の部品同士は接触していると判断する。そして、接続関係算出部246は、締結部品に関するポリゴンと、締結部品と干渉した各部品に関するポリゴンとが交差した交差位置から、締結部品の動作方向232cに対する各部品の並びを算出する。そして、接続関係算出部246は、各部品の並びから、各部品の動けない方向を決定する。例えば、部品の並びが部品A、部品Bである場合には、部品Aの動けない方向は部品Bの方向であり、部品Bの動けない方向は部品Aの方向である。また、部品の並びが部品A、部品B、部品Cである場合には、部品Aの動けない方向は部品Bの方向であり、部品Bの動けない方向は部品Aの方向及び部品Cの方向であり、部品Cの動けない方向は部品Bの方向である。
また、接続関係算出部246は、干渉部品検索部244によって締結部品と干渉した部品が複数個検索されなかった場合には、この干渉した部品は他の部品と接触していないと判断し、部品の動けない方向はないものと決定する。
ここで、接続関係算出の具体例について図8を参照しながら説明する。図8は、接続関係算出の具体例について説明する図である。図8(A)に示すように、接続関係算出部246は、部品情報記憶部232から指定された締結部品の動作方向232cを読み出す。ここでは、接続関係算出部246は、指定された締結部品をネジNとし、ネジNの動作方向232c「中心軸方向」を部品情報記憶部232から読み出す。
次に、図8(B)に示すように、部品A、BがネジNと干渉した場合に、部品A、Bの動けない方向は、ネジNの動作方向、すなわち「中心軸方向」となる。つまり、ネジNと干渉した部品が複数個ある場合には、これら部品は接触していると判断されるので、部品A、BはネジNの「中心軸方向」に対して動けない方向を有することとなる。
図8(C)に示すように、接続関係算出部246は、ネジNと干渉した部品が部品A、Bと複数個検索されたので、これらの部品A、Bは接触していると判断する。そして、接続関係算出部246は、ネジNに関するポリゴンと部品Aに関するポリゴンとが交差した交差位置、及びネジNに関するポリゴンと部品Bに関するポリゴンとが交差した交差位置からネジNの「中心軸方向」に対する部品A、Bの並びを算出する。ここでは、ネジNの「中心軸方向」に対し、部品Aが部品Bの前に配置されている。そして、接続関係算出部246は、ネジNの「中心軸方向」であって部品Bが配置された方向を、部品Aが動けない方向dとして決定する。この方向情報が、部品Aの部品Bに対する接続関係となる。一方、接続関係算出部246は、ネジNの「中心軸方向」であって部品Aが配置された方向を、部品Bが動けない方向として決定する。この方向情報が、部品Bの部品Aに対する接続関係となる。
図3に戻って、接続関係出力部247は、接続関係算出部246によって算出された各部品の動けない方向を、接続関係記憶部233に格納する。例えば、部品A及び部品Bが締結部品に締結された部品であるとする。接続関係出力部247は、部品Aが動けない方向、すなわち「部品B方向」を、部品Aと対応付けて、接続関係記憶部233の接続関係233bに格納する。一方、接続関係出力部247は、部品Bが動けない方向、すなわち「部品A方向」を、部品Bと対応付けて、接続関係記憶部233の接続関係233bに格納する。なお、接続関係出力部247は、接続関係記憶部233の接続関係233bに、「部品B方向」を格納するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、締結部品の動作方向であって部品B方向の3次元ベクトルの値を格納するものとしても良い。
[実施例2に係る接続関係決定処理の手順]
次に、実施例2に係る接続関係決定処理の手順を、図9を参照して説明する。図9は、実施例2に係る接続関係決定処理の手順を示すフローチャートである。
まず、締結部品検索部242は、入力部21によって指定された締結部品の名称を取得する(ステップS11)。そして、締結部品検索部242は、3次元モデルデータベース231から指定された締結部品の部品情報を検索する(ステップS12)。なお、締結部品検索部242は、指定された締結部品の名称に基づいて締結部品の部品情報を検索するものとして説明したが、指定された締結部品の形状に基づいて締結部品の部品情報を検索しても良い。
続いて、締結部品包含形状算出部243は、締結部品検索部242によって検索された締結部品の部品情報に含まれる3次元形状を包含するバウンディングボックスを算出する(ステップS13)。なお、締結部品包含形状算出部243は、3次元形状を包含する包含形状としてバウンディングボックスに代えて、円柱にしても良い。
続いて、干渉部品検索部244は、締結部品包含形状算出部243によって算出されたバウンディングボックスの配置位置に基づき、当該バウンディングボックスと干渉する部品の部品情報を3次元モデルデータベース231から検索する(ステップS14)。そして、接続関係算出部246は、指定された締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部244によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する(ステップS15)。
その後、接続関係出力部247は、接続関係算出部246によって算出された部品相互間の動けない方向を、接続関係記憶部233に格納する(ステップS16)。なお、部品相互間の動けない方向を、部品名で表しても良いし、締結部品の動作方向であって部品方向の3次元ベクトルの値で表しても良い。
[干渉部品検索処理の手順]
次に、図9のステップS14に示した干渉部品検索処理の手順を、図10を参照して説明する。図10は、干渉部品検索処理の手順を示すフローチャートである。
図10に示すように、まず、干渉部品検索部244は、締結部品包含形状算出部243によって算出された締結部品を包含するバウンディングボックスを複数のポリゴンに分解する(ステップS21)。そして、干渉部品検索部244は、3次元モデルデータベース231から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される1個の部品の部品情報を選択し(ステップS22)、選択した部品情報に含まれる3次元形状を複数のポリゴンに分解する。なお、干渉部品検索部244が、部品の3次元形状を複数のポリゴンに分解するものとして説明したが、これに限定されず、部品のポリゴンモデルが部品情報に含まれている場合には、このポリゴンモデルを取得するものとしても良い。
続いて、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する(ステップS23)。そして、部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差する場合には(ステップS23Yes)、選択した部品の部品情報及び交差位置を一時的に格納する(ステップS24)。そして、干渉部品検索部244は、ステップS25に移行する。
一方、干渉部品検索部244によって選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれのポリゴンも締結部品を包含する包含形状を形成するいずれのポリゴンと交差しない場合には(ステップS23No)、ステップS25に移行する。
その後、干渉部品検索部244は、3次元モデルデータベース231から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される全ての部品の部品情報を選択したか否かを判定する(ステップS25)。そして、干渉部品検索部244によって全ての部品の部品情報を選択したと判定された場合には(ステップS25Yes)、干渉部品検索処理を終了する。一方、干渉部品検索部244によって全ての部品の部品情報を選択していないと判定された場合には(ステップS25No)、未選択の部品の部品情報を選択し(ステップS26)、ステップS23に移行する。
[接続関係算出処理の手順]
次に、図9のステップS15に示した接続関係算出処理の手順を、図11を参照して説明する。図11は、接続関係算出処理の手順を示すフローチャートである。図11に示すように、まず、接続関係算出部246は、指定された締結部品の動作方向を、部品情報記憶部232から取得する(ステップS31)。
続いて、接続関係算出部246は、指定された締結部品に関するポリゴンと、締結部品と干渉した各部品に関するポリゴンとが交差した交差位置から、締結部品の動作方向に対する各部品の並びを算出する(ステップS32)。その後、接続関係算出部246は、各部品の並びから、各部品の動けない方向を算出する(ステップS33)。なお、接続関係算出部246は、締結部品と干渉した部品が干渉部品検索部244によって複数個検索されなかった場合には、この干渉した部品は他の部品と接触していないと判断し、部品の動けない方向はないものと決定する。
[実施例2の効果]
上記実施例2によれば、干渉部品検索部244は、3次元モデルデータベース231によって記憶された部品の部品情報のうち締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択する。そして、干渉部品検索部244は、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、締結部品に関する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。かかる構成によれば、締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品に関するポリゴンが締結部品に関するポリゴンと交差するか否かを判定することとしたので、締結部品と干渉する部品を高速に発見することができる。すなわち、干渉部品検索部244は、判定対象を締結部品周辺の部品に絞り込むことができるので、判定処理に関わる計算量を減らすことができ、締結部品と干渉する部品を効率的に算出できる。
また、実施例2によれば、接続関係出力部247が、接続関係算出部246によって算出された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する。かかる構成によれば、部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶することとしたので、部品相互間の接続関係を簡単に取得することができることとなり、CADを用いた機械部品の設計等のシミュレーション解析において有効に活用することができる。
また、実施例2によれば、接続関係決定部によって決定される部品相互間の動けない方向は、締結部品が有する機能に応じた動作方向であるものとした。かかる構成によれば、部品相互間の動けない方向を締結部品が有する機能に応じた動作方向としたので、部品相互間の接続関係を容易に算出できる。
[接続関係決定処理の用途]
なお、接続関係決定処理の用途について、図12を参照しながら説明する。図12は、接続関係決定処理の用途を示す図である。なお、図12内の符号a〜hは、部品を表すものとする。図12に示すように、機械部品の設計等で使用される部品a〜hの接続関係を表すモデルには、部品の組み立てを表す入力モデル(a)、有向グラフで表す爆発グラフ(b)及び爆発モデル(c)がある。かかる部品間の接続関係は、3次元モデルの分解図(爆発図)の自動生成機能や部品同士の公差解析を行う公差解析機能を用いる場合に重要となるものである。そこで、実施例2に係る接続関係決定処理によって決定される、締結された部品相互間の接続関係を用いれば、部品の接続関係を表すモデル(a)(b)(c)を高速に生成することができる。この結果、3次元モデルの分解図(爆発図)の自動生成機能や交差解析機能を高速に実現することが可能となる。
[プログラム等]
また、このコンピュータ支援装置1、2は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどの情報処理装置に、上記した入力部21、出力部22、記憶部23及び制御部24の各機能を搭載することによって実現することができる。
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、締結部品検索部242と締結部品包含形状算出部243とを1つの部として統合しても良い。一方、干渉部品検索部244を、締結部品に関する包含形状をポリゴンに分解する包含形状ポリゴン分解部と、選択した部品に関する3次元形状をポリゴンに分解する部品ポリゴン分解部と、包含形状のポリゴンと部品形状のポリゴンとが交差するか否かを判定する交差判定部等とに分散しても良い。また、記憶部23をコンピュータ支援装置2の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。特に、3次元モデルデータベースをコンピュータ支援装置2の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにすることが望ましい。また、入力部21、出力部22を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上述したコンピュータ支援装置2の機能を実現するようにしても良い。
また、上記実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図13を用いて、図3に示したコンピュータ支援装置2と同様の機能を有する接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。
図13は、接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図13に示すように、コンピュータ1000は、RAM(Random Access Memory)1010と、キャッシュ1020と、HDD1030と、ROM(Read Only Memory)1040と、CPU(Central Processing Unit)1050、バス1060とを有する。RAM1010、キャッシュ1020、HDD1030、ROM1040、CPU1050は、バス1060によって接続されている。
ROM1040には、図3に示したコンピュータ支援装置2と同様の機能を発揮する接続関係決定処理プログラム1041が予め記憶されている。
そして、CPU1050は、この接続関係決定処理プログラム1041を読み出して実行する。これにより、図13に示すように、接続関係決定処理プログラム1041は、接続関係決定処理プロセス1051になる。なお、接続関係決定処理プロセス1051は、図3に示した制御部24に対応する。
また、HDD1030には、図13に示すように3次元モデルデータベース1031及び接続関係関連情報振1032が設けられる。3次元モデルデータベース1031は、例えば、図3に示した記憶部23に記憶される3次元モデルデータベース231に対応し、接続関係関連情報1032は、図3に示した記憶部23に記憶される接続関係記憶部233に対応する。
なお、上述した各プログラム1041については、必ずしもROM1040に記憶させなくても良い。例えば、コンピュータ1000に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MOディスク、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラム1041を記憶させても良い。又は、コンピュータ1000の内外に備えられるハードディスクドライブ(HDD)などの「固定用の物理媒体」にプログラム1041を記憶させても良い。又は、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ1000に接続される「他のコンピュータ(又はサーバ)」にプログラム1041を記憶させても良い。そして、コンピュータ1000は、上述したフレキシブルディスクなどから各プログラムを読み出して実行するようにしても良い。
以上の実施例に係る実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、
前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする接続関係決定処理プログラム。
(付記2)前記干渉部品検索手順は、
前記記憶部によって記憶された部品情報のうち前記締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択し、選択した部品の部品情報に含まれる3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、前記締結部品の包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定することを特徴とする付記1に記載の接続関係決定処理プログラム。
(付記3)前記接続関係決定手順によって決定された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する接続関係記憶手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする付記1に記載の接続関係決定処理プログラム。
(付記4)部品相互間の動けない方向は、前記締結部品が有する機能に応じた動作方向であることを特徴とする付記3に記載の接続関係決定処理プログラム。
(付記5)部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部と、
前記記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出部と、
前記包含形状算出部によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を前記記憶部から検索する干渉部品検索部と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索部によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定部と
を有することを特徴とするコンピュータ支援装置。
(付記6)コンピュータが3次元データを用いて設計解析を支援するコンピュータ支援方法であって、
部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出ステップと、
前記包含形状算出ステップによって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索ステップと、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索ステップによって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ支援方法。
1、2 コンピュータ支援装置
11、23 記憶部
12、241 包含形状算出部
13、244 干渉部品検索部
14、245 接続関係決定部
21 入力部
22 出力部
24 制御部
231 3次元モデルデータベース
232 部品情報記憶部
233 接続関係記憶部
242 締結部品検索部
243 締結部品包含形状算出部
246 接続関係算出部
247 接続関係出力部

Claims (5)

  1. 部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、
    前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、
    前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする接続関係決定処理プログラム。
  2. 前記干渉部品検索手順は、
    前記記憶部によって記憶された部品情報のうち前記締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択し、選択した部品情報に含まれる部品の3次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、前記締結部品に関する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の接続関係決定処理プログラム。
  3. 前記接続関係決定手順によって決定された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する接続関係記憶手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項1に記載の接続関係決定処理プログラム。
  4. 部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部と、
    前記記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出部と、
    前記包含形状算出部によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を前記記憶部から検索する干渉部品検索部と、
    前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索部によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定部と
    を有することを特徴とするコンピュータ支援装置。
  5. コンピュータが3次元データを用いて設計解析を支援するコンピュータ支援方法であって、
    部品の機能を発揮する当該部品の3次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の3次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出ステップと、
    前記包含形状算出ステップによって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索ステップと、
    前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索ステップによって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定ステップと
    を含むことを特徴とするコンピュータ支援方法。
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