JP2018060264A - 造形支援装置及び造形支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに作製する場合に、パーツをすべて造形した後で組み合わせられないという失敗を抑制し、より効率的に立体物を作製させる。【解決手段】立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて作製する作製動作を支援する造形支援装置であって、前記複数のパーツのうち作製された作製済パーツの元となった前記設計データを取得する第１取得手段と、前記作製済パーツを計測して得られた実形状データを取得する第２取得手段と、前記第１取得手段で取得した前記設計データと、前記第２取得手段で取得した前記実形状データとを比較して、前記作製済パーツの作製結果が良好か否かを検証する検証手段と、前記検証手段により前記作製結果が良好と判定された場合に、前記作製済パーツの次に作製するべきパーツである次パーツの候補を提示する提示手段と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、造形支援装置及び造形支援方法に関するものである。

立体物を作成する場合、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）ソフトウェアなどの設計ツールを用いて設計図面を作成し、設計図面に従って製造する方法が広く用いられている。また一般に、立体物は単一パーツのみで作成されるケースよりも複数パーツで構成されるものの方が多い。そのため、１つの立体物を構成するためには、各パーツを製造後、複数のパーツを組み立てる必要がある。そこで、組み立てに用いる嵌合部分については、それぞれ公差情報を付与し、製造後にパーツが嵌らないことがないようにしている。公差情報は、ある形体の寸法や位置に対して許容できる許容値を示すものである。例えば寸法の場合、立方体の１辺が１００ｍｍで、１辺の長さの許容値が±０．５ｍｍの場合、１００ｍｍ±０．５ｍｍと表すことができる。なお、この表現は説明のために簡便に表したものであり、図面上で表現する際は、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）で標準化されているＩＳＯ １１０１を用いてもよい。また、公差情報は、各パーツ単体に対して付与するものである。そのため、例えば２つのパーツを嵌め合せる場合はそれぞれのパーツの嵌合部分に対して公差情報を付与する必要がある。

しかし、立体物を構成するパーツや嵌合部分が多くなると、公差情報を付与する箇所が大量になり、確認漏れや検討間違いが発生する可能性が高まる。このような問題がある図面の場合、図面通りに作成しても、嵌め合いがうまくいかないものが出来上がり、作成しても利用することが出来ない。
この問題を解消するために、図面が正しく作成されているかどうかについて人手を介さず確認する特許文献１に示すような方法がある。また、事前に定義されたルールに基づき公差情報を自動生成する特許文献２に示すような方法がある。

特開２００７−３２３５０８号公報 特開２００６−１０７５１０号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された方法はいずれも、設計図面に対して行われるものであり、立体物を製造する際に設計段階で設計図を基に公差情報の検証を行ったとしても、製造の段階で意図した通りに造形することは難しい。そのため、製造された立体物が許容範囲外のものになり、複数のパーツを組み合わせた際に組み合わせることが出来ない場合があった。

本発明は、立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに作製する場合に、パーツをすべて造形した後で組み合わせられないという失敗を抑制し、より効率的に立体物を作製させることを目的とする。

本発明の第１態様は、
立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて作製する作製動
作を支援する造形支援装置であって、
前記複数のパーツのうち作製された作製済パーツの元となった前記設計データを取得する第１取得手段と、
前記作製済パーツを計測して得られた実形状データを取得する第２取得手段と、
前記第１取得手段で取得した前記設計データと、前記第２取得手段で取得した前記実形状データとを比較して、前記作製済パーツの作製結果が良好か否かを検証する検証手段と、
前記検証手段により前記作製結果が良好と判定された場合に、前記作製済パーツの次に作製するべきパーツである次パーツの候補を提示する提示手段と、
を有することを特徴とする造形支援装置を提供する。

本発明の第２態様は、
立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて作製する作製動作を支援する造形支援方法であって、
前記複数のパーツのうち作製された作製済パーツの元となった前記設計データを取得する第１取得工程と、
前記作製済パーツを計測して得られた実形状データを取得する第２取得工程と、
前記第１取得工程で取得した前記設計データと、前記第２取得工程で取得した前記実形状データとを比較して、前記作製済パーツの作製結果が良好か否かを検証する検証工程と、
前記検証工程で前記作製結果が良好と判定された場合に、前記作製済パーツの次に作製するべきパーツである次パーツの候補を提示する提示工程と、
を含むことを特徴とする造形支援方法を提供する。

本発明の第３態様は、
上記記載の造形支援方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

本発明によれば、立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに作製する場合に、パーツをすべて造形した後で組み合わせられないという失敗を抑制し、より効率的に立体物を作製させることが可能となる。

実施形態１のコンピュータ装置の構成を示す図 実施形態１の造形支援装置の概略構成を示す図 実施形態１の造形支援装置による造形候補の決定処理のフローチャート 設計データの取得指示で用いられるユーザインタフェースを説明する図 パーツ構成を表すツリー構造の一例を示す図 実施形態１の検証処理を説明するためのフローチャート 図４で示したパーツの１つを単独で示す図 実施形態１の検証箇所を指定する方法の一例を説明するための図 実施形態１の検証結果の警告を表示する例を示す図 実施形態１の造形候補を提示する例を示す図 実施形態１の造形候補を造形する際の注意点を提示する例を示す図 実施形態１の造形候補を特定する処理を説明するためのフローチャート 実施形態２の造形支援装置の概略構成を示す図 実施形態２の造形支援装置による処理のフローチャート 疑似造形結果の表示指示を行う際に用いるＧＵＩを示す図 造形設定値を変更する際に用いる造形設定値変更ウィンドウを示す図

以下、この発明を実施するための形態を図面を参照して例示的に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている各部材の寸法、材質、形状、その相対配置など、各種制御の手順、制御パラメータ、目標値などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本発明は、立体物（三次元物体）を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて造形装置で作製する作製動作を支援する造形支援装置に関する。造形装置に関しては、立体物を造形する装置であれば、その造形方式は特に限定されるものではない。また、本明細書では、造形装置を用いて作製しようとする立体モデル（つまり造形装置に与えられる三次元データが表す三次元物体）を「造形対象物」と呼ぶ。また、造形装置で作製された（出力された）三次元物体（立体物）を「造形物」と呼ぶ。造形物がサポート体を含む場合において、サポート体を除いた部分が造形対象物を構成する「構造体」となる。

＜実施形態１＞
以下に、実施形態１の造形支援装置について説明する。
本実施形態で説明する造形支援方法は、図１に示すブロック図の構成を有するコンピュータ装置で実現される。また、各実施形態で説明する方法は、それぞれ単一のコンピュータ装置で実現してもよいし、必要に応じた複数のコンピュータ装置に各機能を分散して実現するようにしてもよい。複数のコンピュータ装置で構成される場合、複数のコンピュータ装置は互いに通信可能なように、Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）などで接続されている。

図１において、１０１はコンピュータ装置１００全体を制御するＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）である。１０２は変更を必要としないプログラムやパラメータを格納するＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）である。１０３は外部装置などから供給されるプログラムやデータを一時記憶するＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）である。１０４はコンピュータ装置１００に設置されたハードディスクやメモリカードなどの外部記憶装置である。外部記憶装置１０４は、コンピュータ装置１００に対して、固定されるものであっても、着脱可能に設置されるものであってもよい。外部記憶装置１０４としては、例えば、フレキシブルディスク（ＦＤ）やＣｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ（ＣＤ）等の光ディスク、磁気や光カード、ＩＣカード、メモリカードなども用いることができる。１０５はユーザの操作を受け、データを入力するポインティングデバイスやキーボードなどの入力デバイス１０９とのインタフェースである。１０６はコンピュータ装置１００の保持するデータや供給されたデータを表示するためのモニタ１１０とのディスプレイインタフェースである。１０７はインターネット１１１などのネットワーク回線に接続するためのネットワークインタフェースである。１０８は１０１〜１０７の各ユニットを通信可能に接続するシステムバスである。

本発明の目的は、後述する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録媒体をシステムあるいは装置に供給することである。そして、それらシステムや装置が、記録媒体に格納された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後述する実施形態の機能を実現することとなり、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、光磁気ディスクなどがある。また、そのほかの記憶媒体としてはＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤなども用いることができる。
また、プログラムコードの実行はコンピュータが直接行うだけでなく、コンピュータ上で稼動しているＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＯＳ）などが処理してもよい。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによって処理されてもよい。

次に、造形支援装置２００の構成について説明する。図２は、本実施形態の造形支援装置２００の概略構成を示す図である。
本実施形態の造形支援装置２００は、次に示す１１個の手段によって構成される。すなわち、造形支援装置２００は、ユーザからの指示を受信する手段として、設計データ取得指示受信手段２１０、実形状データ取得指示受信手段２１１、造形結果検証指示受信手段２１２、検証箇所指定指示受信手段２１３を有する。さらに、三次元データを取得する手段として、三次元データ取得手段２２０および実形状データ取得手段２２１、三次元データの検証に係わる手段として、設計情報抽出手段２３０、造形結果検証手段２３１を有する。加えて、次に造形するべき対象を特定、提示する手段として、造形候補特定手段２４０、造形候補提示手段２４１、造形警告提示手段２４２を有する。

設計データ取得指示受信手段２１０は、複数のパーツで構成される立体物において、既に造形されたパーツ（作製済パーツ、以下、造形済パーツ）の設計データを取得する指示を受け取る手段である。実形状データ取得指示受信手段２１１は、造形済パーツを計測して得られた実形状データを取得する指示を受け取る手段である。造形結果検証指示受信手段２１２は、造形済パーツを検証する指示を受け取る手段である。検証箇所指定指示受信手段２１３は、後述する実形状データ取得手段２２１で取得した造形済パーツの実形状データの中で、後述する造形結果検証手段２３１で検証を行う箇所を指定する指示を受け取る手段である。

三次元データ取得手段２２０は、造形対象のパーツを表現した三次元データ（設計データ）を取得する手段である。取得する三次元データには、ＣＡＤソフトウェアで作成された図面であるＣＡＤデータや大量の多角形で構成されたポリゴンメッシュが含まれる。実形状データ取得手段２２１は、造形済パーツの実形状データを取得するための手段である。実形状データを取得する方法には、例えば三次元スキャナを用いる方法や、二次元の写真画像から三次元の実形状データを復元する方法がある。しかしこれらに限定されるものではなく、他の方法を用いて取得しても構わない。実形状データ取得手段２２１が取得した実形状データは、ポリゴンメッシュの三次元データとして表現される。フォーマットとしては、例えばＳＴＬ、ＡＭＦ、３ＭＦといったフォーマットがあるが、これらに限定されるものではない。ここで、ＳＴＬは、StereoLithography、ＡＭＦは、Additive Manufacturing File Format、３ＭＦは、3D Manufacturing Formatの略である。
設計情報抽出手段２３０は、三次元データ取得手段２２０で取得した三次元データから設計情報を抽出する手段である。設計情報とは、三次元データに付与された公差情報であり、後述する造形結果検証手段２３１で造形結果を検証する際の指標（基準）となる情報（基準情報）である。作成済みパーツが公差の範囲内であれば良好と判断され、公差の範囲外であれば、良好ではないと判断される。

造形結果検証手段２３１は、造形済パーツの造形結果（作製結果）が良好か否かを検証する手段である。実形状データ取得手段２２１で計測された造形済パーツの実形状データと、三次元データ取得手段２２０で取得した当該造形済パーツの設計データを比較して、造形済パーツの造形結果（作製結果）が良好か否かを検証する。造形候補特定手段２４０は、造形結果検証手段２３１で行った検証の結果に基づき、造形済パーツの造形結果が良好と判定された場合に、造形済パーツの次に造形するべきパーツ（次パーツ）の候補を特定する手段である。本実施形態では、造形済パーツの実形状データが設計基準を満たす場合に、造形済パーツの造形結果が良好と判定されることとした。
造形候補特定手段は、作製済みパーツが公差のプラスの範囲内であるか、公差のマイナスの範囲内であるかによって、次に作製するべきパーツを特定してもよい。すなわち、特定手段は、検証手段の比較結果に基づいて、次パーツの候補を特定してよい。

造形候補提示手段２４１は、造形候補特定手段２４０で特定した造形候補をユーザに提示する手段である。造形警告提示手段２４２は、造形結果検証手段２３１で行った検証の結果、造形済パーツの造形結果が良好でないと判定された場合に、造形結果が良好でないことに関する情報を提示する手段である。本実施形態では、造形済パーツの実形状データが設計基準を満たさない場合に、警告を提示することとした。
ここで、本実施形態では、造形支援装置２００が、造形候補特定手段２４０と造形候補提示手段２４１を含む構成について説明するが、造形候補提示手段２４１が造形候補特定手段２４０を兼ねる構成であってもよい。

次に、本実施形態における造形候補の決定処理の全体の流れについて図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の造形支援装置２００による造形候補の決定処理のフローチャートである。
まず、Ｓ３０１において、造形済パーツを作製する際に利用した設計データを取得する指示を設計データ取得指示受信手段２１０によって受信する。設計データの取得指示については、例えば図４Ａに示すような、ユーザインタフェースを使って行う。図４Ａ〜４Ｄは、造形済パーツの設計データを取得する指示を行う際にユーザが用いるユーザインタフェースについて説明するための図である。

図４Ａにおいて、造形対象表示ウィンドウ４００は、造形対象物を構成するパーツに関する表示を行うナビゲーションエリア４１０、構成パーツの三次元データを表示する三次元表示エリア４２０を有する。図４Ａに示す例では、パーツ１、パーツ２、パーツ３の３つのパーツで構成されている造形対象物であるオブジェクト１をナビゲーションエリア４１０に造形対象構成ツリー４１１として表現している。図４Ａには、造形対象構成ツリー４１１が二階層のツリーとして表示されているが、より複雑な構成を表現するために、例えば図５に示すような三階層以上のツリー構造としても構わない。また、三次元表示エリア４２０には、構成パーツモデル４２１、構成パーツモデル４２２、構成パーツモデル４２３の三次元データが三次元表示されている。なお、ナビゲーションエリア４１０に表示されたパーツ１は構成パーツモデル４２１に、パーツ２は構成パーツモデル４２２に、パーツ３は構成パーツモデル４２３にそれぞれ対応している。

図４Ａでは、造形対象表示ウィンドウ４００にオブジェクト１を構成する３つのパーツが実際の座標情報を基に表示されている。図４Ａでは、各パーツを座標情報に忠実に表示しているため、各パーツが重なって示されているので、より詳しく説明するために、３つのパーツをそれぞれ独立に表示したものを図４Ｂに示す。
図４Ｃでは、ユーザがポインタ４３０を用い、三次元表示エリア４２０上に表示された構成パーツモデル４２１を選択し、コンテキストメニュー４４０を表示した状態を示している。なお、コンテキストメニュー４４０を表示する際は、例えばコンピュータ装置１００に接続された入力デバイス１０９としてマウスを使うとよい。ユーザがマウスを使う場合は、三次元表示エリア４２０上に表示された構成パーツモデル４２１上にポインタ４３０を移動させた上で右クリックすることでコンテキストメニュー４４０が表示されるが、この方法に限定されるものではない。コンテキストメニュー４４０には少なくとも造形メニュー４４１、造形済指定メニュー４４２、造形物スキャンメニュー４４３、検証メニュー４４４が含まれる。

図４Ｄには、図４Ｃで表示されたコンテキストメニュー４４０の造形済指定メニュー４４２が選択された後の状態を示している。造形済指定メニュー４４２を選択すると、ナビ
ゲーションエリア４１０上の造形対象構成ツリー４１１の該当パーツに造形済アイコン４１２が表示される。造形済アイコン４１２が表示されているパーツの三次元データが設計データとなる。上述したパーツの設計データを取得する指示を受信する方法は一例を示したものであり、これに限定されるものではない。他の方法としては、例えば構成パーツを示すファイル名やアセンブリ名をテキストファイルに記述し、該ファイルを指定することで指示する方法などがある。

Ｓ３０２において、Ｓ３０１で指定された構成パーツ（造形済パーツ）の三次元データを設計データとして三次元データ取得手段２２０によって取得する。
Ｓ３０３において、造形済パーツに対するスキャン指示を実形状データ取得指示受信手段２１１によって受信する。実形状データ取得指示は、例えば、図４Ｃで示したコンテキストメニュー４４０に含まれる造形物スキャンメニュー４４３をユーザが選択することで送信される。
Ｓ３０４において、Ｓ３０３で受信した実形状データ取得指示に基づき、当該造形済パーツの実形状データを実形状データ取得手段２２１によって取得する。
Ｓ３０５において、検証開始指示を造形結果検証指示受信手段２１２によって受信する。検証開始指示は、例えば、図４Ｃで示したコンテキストメニュー４４０に含まれる検証メニュー４４４をユーザが選択することで送信される。
Ｓ３０６において、Ｓ３０２で取得した設計データと、Ｓ３０４で取得した実形状データを用いて、造形結果検証手段２３１によって造形結果（作製結果）を検証する。詳細は図６、図７、図８を用いて後述する。

Ｓ３０７において、Ｓ３０６で行った検証の結果、造形済パーツが設計の基準を満たしているかどうかを判定し、満たしている場合はＳ３０９へ、満たしていない場合はＳ３０８へ、それぞれ処理を進める。
Ｓ３０８において、Ｓ３０６で行った検証の結果、基準を満たしていないことを警告として造形警告提示手段２４２によって提示する。このときの提示の例を図９に示す。図９に示した例では、次のパーツを造形した場合に組み合わせに問題が出ることを警告メッセージボックス９００で提示している。このような提示を行う理由は、Ｓ３０６で検証を行った結果として、造形済パーツが設計基準を満たしておらず、他のパーツを造形してもパーツ同士を組み合わせることが出来ない可能性が高いためである。

Ｓ３０９において、設計データが示すパーツ（造形済パーツ）に関連するパーツの三次元データを三次元データ取得手段２２０によって取得する。この点について、図５に示すような階層構造を持つオブジェクト１を用いて説明する。オブジェクト１の中で造形済パーツがパーツ１１の場合、パーツ１１を基準ノードとする。事前に設定した範囲情報、例えば三親等などを用いて基準ノードからツリーを探査し、検出されたノードのパーツを関連するパーツとして識別する。三親等が指定された場合は、関連するパーツとして、パーツ１、パーツ１２、パーツ２、パーツ３が得られる。ここでは、範囲情報の例として三親等を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、子孫ノードや、基準ノードの全兄弟ノードなどを指定しても構わない。

Ｓ３１０において、Ｓ３０９で取得した未造形パーツの三次元データの中から、次に造形するべき候補を造形候補特定手段２４０によって特定する。詳細は図１２を用いて後述する。
Ｓ３１１において、Ｓ３１０の結果、造形候補があるかどうかを判定する。造形候補がある場合はＳ３１２へ処理を進め、ない場合は処理を終了する。
Ｓ３１２において、Ｓ３１０で特定した造形候補を造形候補提示手段２４１によって提示する。このときの提示の例を図１０に示す。図１０では、図４で示した造形対象表示ウィンドウ４００を使って造形候補を提示している。具体的には、ナビゲーションエリア４
１０内にある造形対象構成ツリー４１１の該当パーツに次の造形候補を表す造形候補アイコン１００１を表示している。図１０の例では、パーツ３（構成パーツモデル４２３）が次に造形する造形候補となっている。
Ｓ３１３において、Ｓ３１０で特定した造形候補のパーツを造形するに当たり、Ｓ３０６の検証結果を踏まえて、注意があるかどうかを判定する。具体的には、後述するＳ６１０で注意があった場合に、後述するＳ１２１６で特定した個所と関係があるかを判定する。注意がある場合はＳ３１４へ処理を進め、注意がない場合は処理を終了する。

Ｓ３１４において、Ｓ３１２で特定した造形候補のパーツを造形する際に注意した方が良い点を造形候補提示手段２４１によって提示する。このときの提示の例を図１１に示す。図１１では、注意メッセージボックス１１００を使って注意を表示している。注意メッセージボックス１１００は内部に、次の造形候補を表示する造形候補表示領域１１１０と造形済パーツの検証結果を表示する検証結果表示領域１１２０を有する。造形候補表示領域１１１０には、次に造形すると判断したパーツ１１１１と、注意するべき設計情報１１１２が表示される。注意するべき設計情報は、後述するＳ１２１６で特定された設計情報となる。検証結果表示領域１１２０には、造形済パーツの検証結果として、検証対象のパーツ１１２１、後述するＳ６０６で指定された検証が必要な箇所１１２２、および後述するＳ６１０で注意が必要と判定された結果１１２３が表示される。なお、検証結果表示領域１１２０には、次の造形に対する注意を説明するのに必要な検証結果が表示される。そのため、次の造形に対する注意を説明するのに必要な検証結果が複数ある場合には、複数の検証結果が表示される。

次に、Ｓ３０６で示した造形済パーツの検証処理の詳細について図６を用いて説明する。図６は、造形済パーツの検証処理を説明するためのフローチャートである。
Ｓ６０１において、Ｓ３０２で取得した三次元データから設計情報を設計情報抽出手段２３０によって抽出する。設計情報抽出手段２３０が抽出する設計情報は、例えば公差情報が指定されている箇所とその公差情報になる。図７では、図４Ａ〜４Ｄで示したパーツ１（構成パーツモデル４２１）が単独で示されている。パーツ１には公差設定箇所７０１およびその公差情報が設定されている。公差情報が複数設定されていた場合はすべての公差情報が対象となる。なお、図７の例では、説明を簡単にするために公差情報を寸法公差の形式で記述したが、公差情報は幾何公差形式で記述しても構わない。

Ｓ６０２において、Ｓ６０１で取得した設計情報を数えて設計情報の個数をカウントする。
Ｓ６０３において、カウンタｉを生成して０で初期化を行う。
Ｓ６０４において、検証の結果として設計情報を満たしていなかった場合の警告を格納する警告リストを初期化する。
Ｓ６０５において、検証の結果として設計情報を満たしているものの、注意が必要な場合に、その注意を格納する注意リストを初期化する。

Ｓ６０６において、Ｓ３０４で取得した実形状データのどの部分を検証するかの指示を検証箇所指定指示受信手段２１３によって受信する。ここで、検証箇所を指定する方法の一例を図８を用いて説明する。図８では、図４Ｄで示した造形対象表示ウィンドウ４００上で選択されているパーツ１（構成パーツモデル４２１）に対応したスキャン結果を、スキャン結果表示ウィンドウ８００で表示している。スキャン結果表示ウィンドウ８００には、スキャン結果の実形状データ８０１が表示されている。ここでは、ポインタ８１０を点８０２から点８０３までドラッグアンドドロップする動作をユーザが行うことで検証箇所を指定している。この例では、実形状データ８０１の軸の径が検証箇所として指定されている。

Ｓ６０７において、Ｓ６０６で指定された実形状データの検証箇所が、Ｓ６０１で抽出した設計情報の基準を満たしているかを検証する。例えば、Ｓ６０６で検証箇所として指定された軸の径の距離を計測する。このときの計測距離がＳ６０１で抽出した図７に示した公差情報の範囲内であるかを検証する。具体的には、計測距離が３９．９７であった場合は公差範囲内であるので、基準を満たしていると判定する。
Ｓ６０８において、Ｓ６０７の検証の結果を判定する。Ｓ６０７での検証の結果、設計情報を満たしている場合はＳ６１０へ処理を進め、設計情報を満たしていない場合はＳ６０９に処理を進める。
Ｓ６０９において、Ｓ６０７で検証した結果、設計情報の基準を達成できていないことを警告として警告リストに追加する。

Ｓ６１０において、設計境界値と測定値の差の絶対値の最小値が、規定値よりも大きいかを判定する。Ｓ６０７での検証の結果、設計情報を満たしている場合は、造形結果が良好と判定することができるが、本実施形態ではさらにＳ６１０で、パーツの寸法が、設計境界値に規定値よりも近づいているかを判定している。これにより、実際に出来上がった造形済パーツが基準をかろうじてクリアしているものなのかどうかを判定することができる。ここで、設計境界値とは、設計値（基準寸法）に対する最大許容寸法または最小許容寸法をいうものとする。例えば図７で示した公差情報であった場合、設計値４０ｍｍに対して上の寸法許容差が−０．０２５、下の寸法許容差が−０．０５０なので、最大許容寸法が３９．９７５、最小許容寸法が３９．９５０となる。測定値が３９．９７の場合、上の設計境界値と測定値の差の絶対値は、｜３９．９７５−３９．９７｜＝０．００５となる。一方、下の設計境界値と測定値の差の絶対値は、｜３９．９５０−３９．９７｜＝０．０２となる。この場合、絶対値が小さい方は上の設計境界値との差の方であり、その値は０．００５となる。そして、規定値が０．０１であった場合、規定値の方が大きいと判定される。つまり、規定した範囲よりも設計境界値に近づいていることになり、基準をかろうじてクリアしたものと判断することとなる。規定値の方が大きい場合はＳ６１１へ、小さい場合はＳ６１２へそれぞれ処理を進める。

Ｓ６１１において、Ｓ６０７で検証した結果、設計情報の基準は達成しているものの、基準をかろうじてクリアしている状態のために、別パーツを造形する際に、注意が必要になる可能性がある。そのため、計測結果と設計基準値を含む検証結果を注意として注意リストに追加する。
Ｓ６１２において、カウンタｉに１を加算する。
Ｓ６１３において、カウンタｉの値がＳ６０１で取得した設計情報の数よりも小さいかを判定する。判定の結果、カウンタｉの値が小さい場合はＳ６０６へ処理を進め、大きい場合は処理を終了する。

次に、Ｓ３１０で示した造形候補特定手段２４０が行う、次の造形候補を特定する処理の詳細について図１２を用いて説明する。図１２は、造形候補を特定する処理を説明するためのフローチャートである。
Ｓ１２０１において、未造形パーツの中でも造形済パーツの近傍にある未造形パーツを格納する近傍未造形パーツリストを初期化する。
Ｓ１２０２において、次に造形する候補となる未造形パーツを格納する変数ｎをｎｕｌｌで初期化する。

Ｓ１２０３において、Ｓ３０９で取得した未造形パーツの三次元データのうち、Ｓ３０１で指定された造形済パーツの近傍に位置するパーツが存在するかを判定する。ここで、近傍に位置するパーツとは、例えば造形済パーツの表面から別途指定された距離以内に存在するパーツのことを指す。このとき、一定距離以内にパーツの一部が存在していれば、近傍に位置するパーツとする。なお、近傍に位置するかどうかを判定する距離については
、事前にユーザによって設定されていてもよいし、システム作成時に設定されるものであってもよい。判定の結果、近傍に位置するパーツが存在する場合はＳ１２０４へ、存在しない場合はＳ１２１７へそれぞれ処理を進める。

Ｓ１２０４において、以降の処理で必要となるはめあい公差の数を格納する変数ｃを０で初期化する。
Ｓ１２０５において、Ｓ１２０３で判定した結果、近傍に位置する未造形パーツの三次元データを近傍未造形パーツリストへ格納する。近傍に位置する未造形パーツが複数存在する場合はすべて格納する。
Ｓ１２０６において、近傍未造形パーツリストに格納された未造形パーツの三次元データを１つ取り出す。
Ｓ１２０７において、Ｓ１２０６で取得した未造形パーツの三次元データから設計情報を設計情報抽出手段２３０によって抽出する。抽出する設計情報は、Ｓ６０１と同様に公差情報が指定されている箇所とその公差情報になる。

Ｓ１２０８において、Ｓ１２０７で抽出した設計情報に、はめあい公差情報が含まれているかどうかを判定する。はめあい公差とは、嵌め合いに関連する公差情報であり、例えば、穴と軸を嵌め合う場合に穴および軸にそれぞれ指定する公差情報であり、ＩＳＯ ２８６−２として標準化されている。Ｓ１２０７で抽出した設計情報に、はめあい公差情報が含まれている場合はＳ１２０９へ、含まれていない場合はＳ１２１３へそれぞれ処理を進める。
Ｓ１２０９において、Ｓ１２０７で取得した設計情報に含まれるはめあい公差の数を抽出する。
Ｓ１２１０において、Ｓ１２０９で抽出したはめあい公差の数が変数ｃよりも大きいかどうかを判定する。変数ｃよりも大きい場合はＳ１２１１へ、小さい場合はＳ１２１３へそれぞれ処理を進める。

Ｓ１２１１において、Ｓ１２０６で取得した未造形パーツを変数ｎに格納する。
Ｓ１２１２において、変数ｃへＳ１２０９で取得したはめあい公差数を格納する。
Ｓ１２１３において、近傍未造形パーツリストが空かどうかを判定する。空でない場合はＳ１２０６へ、空の場合はＳ１２１４へ処理を進める。
Ｓ１２１４において、変数ｎがｎｕｌｌかどうかを判定する。変数ｎがｎｕｌｌの場合はＳ１２１７へ、ｎｕｌｌでない場合はＳ１２１５へそれぞれ処理を進める。
Ｓ１２１５において、変数ｎに格納されている未造形パーツを造形候補として決定する。
Ｓ１２１６において、Ｓ１２１５で特定した造形候補のパーツに含まれるはめあい公差のうち、Ｓ３０６で造形済パーツの検証を行った箇所と対になるものを特定する。
Ｓ１２１７において、造形候補は該当なしに決定する。造形候補が該当なしとは、次に造形した方がよいと判断するパーツは特段ないことを意味する。この場合には、未造形パーツの中からユーザが任意のパーツを選択して造形すれば良い。

以上説明したように本実施形態によれば、ユーザは、構成パーツの一部を造形した後に、実際に造形した造形済パーツを使って検証を行い、検証結果に基づいて、次に造形した方がよいパーツを認識することができる。このように、一部のパーツを造形する度に当該パーツが許容できるか否かを検証しながら順次造形を行うことができるので、パーツをすべて造形した後に、うまく組み合わせられないというような失敗を抑制でき、より効率的に造形を行うことが可能となる。また、造形済の第１パーツの次の第２パーツを造形した後で、造形済みの第１，第２パーツの組み合わせを、実物で確認することができる。これにより、造形済の第１パーツに対して、うまく組み合わない第２パーツが造形された場合でも、すべてのパーツの造形が終わる前のより早い段階で、造形をやり直す等の対応をと
ることができる。したがって、造形済のパーツが利用できなくなるケースを低減でき、パーツを構成する造形材料の無駄な消費を抑えることができ、造形時間の短縮化を図ることができるので、より効率的に造形を行うことが可能となる。

＜実施形態２＞
以下に、実施形態２について説明する。なお、本実施形態では、実施形態１と異なる構成や処理について説明し、実施形態１と同様の構成や処理についての説明は省略する。
図１３は、本実施形態の造形支援装置１３００の概略構成を示す図である。
本実施形態の造形支援装置１３００は、図２に示した実施形態１の造形支援装置２００の構成に加えて、次に示す４つの手段を有する。それは、造形設定値変更指示受信手段１３１０、疑似造形結果表示指示受信手段１３２０、造形設定値変更手段１３１１および疑似造形結果表示手段１３２１である。ここで、造形設定値変更指示受信手段１３１０、および疑似造形結果表示指示受信手段１３２０は、ユーザからの指示を受信する手段である。

造形設定値変更指示受信手段１３１０は、造形する際の設定を変更する指示を受信する手段である。造形設定値変更手段１３１１は、後述する疑似造形結果表示手段１３２１で表示する三次元データに対して、造形時の設定値（以下、造形設定値）を変更する手段である。ここで、造形設定値とは、未造形パーツを造形する際に用いる設計データ及び／又は造形装置の作製条件において設定される値をいう。疑似造形結果表示指示受信手段１３２０は、未造形パーツの三次元データを基にコンピュータグラフィクスで疑似的に表した仮想パーツを表示する指示を受信する手段である。疑似造形結果表示手段１３２１は、実空間に存在する既に造形した造形済パーツを撮影した画像と、未造形パーツの三次元データを基にコンピュータグラフィクスで疑似的に表した仮想パーツと、を合成し、同時に仮想現実空間で表示する手段である。仮想現実空間で表示するには、ＭＲ（Ｍｉｘｅｄ Ｒ
ｅａｌｉｔｙ）装置を用いるとよい。造形設定値変更手段１３１１で造形設定値が変更された場合には、その造形設定値を反映した仮想パーツを表示する。

次に、造形支援装置１３００における処理の流れについて図１４を使って説明する。図１４は、本実施形態の造形支援装置１３００による処理のフローチャートである。
Ｓ１４０１において、実施形態１のＳ３１２で提示するのと同様に図１０で示すように次に造形する候補を提示する。
Ｓ１４０２において、Ｓ１４０１で提示された次の造形候補に対する疑似造形結果の表示指示を疑似造形結果表示指示受信手段１３２０によって受信する。疑似造形結果の表示指示は、例えば図１５に示すようなＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）上で行う。図１５では、造形候補アイコン１００１が表示されているパーツ３が次の造形候補となっている。造形候補となっているパーツ３上にカーソル１５０１が位置する状態で、ユーザの右クリックによりコンテキストメニュー１５１０を表示する。コンテキストメニュー１５１０には、造形結果疑似表示開始メニュー１５１１、造形結果疑似表示終了メニュー１５１２、造形設定値変更メニュー１５１３が含まれている。ユーザが、造形結果疑似表示開始メニュー１５１１をクリックすることで、疑似造形結果の表示指示が送信される。

Ｓ１４０３において、実際に造形した造形済パーツを撮影した画像と、次の造形候補の未造形パーツの三次元データを基にコンピュータグラフィクスで疑似的に表した仮想パーツと、を合成し、疑似造形結果表示手段１３２１によって仮想現実空間内に表示する。これにより、ユーザは実際に造形された造形済パーツと未造形パーツとの間の関係を疑似的に把握することが可能となる。造形済パーツと未造形パーツとの間の関係とは、例えば２つのパーツを嵌め合せた際の嵌め合い具合などである。
Ｓ１４０４において、表示の終了指示があるかどうかを判定する。表示の終了指示は図
１５の造形結果疑似表示終了メニュー１５１２をユーザがクリックすることで送信される。Ｓ１４０４で、表示の終了指示があった場合は処理を終了し、ない場合はＳ１４０５へ処理を進める。

Ｓ１４０５において、造形候補のパーツに対する造形設定値の変更指示を造形設定値変更指示受信手段１３１０で受信したかどうかを判定する。変更指示には変更後の造形設定値が含まれている。造形設定値の変更指示は、例えば図１６に示すようなＧＵＩ上で行う。図１６は、造形時の造形設定値を変更する際に用いられる造形設定値変更ウィンドウ１６００を示している。造形設定値変更ウィンドウ１６００は、図１５に示した造形設定値変更メニュー１５１３をユーザがクリックすることで表示される。造形設定値変更ウィンドウ１６００の中には、設定項目表示エリア１６１０、設定内容表示エリア１６２０、確定ボタン１６３０がある。図１６は、造形装置の作製条件の設定変更の例について示すもので、設定項目表示エリア１６１０にスケールタブ１６１１と姿勢タブ１６１２があり、スケールタブ１６１１が選択されている状態を示している。なお、図１６に示した項目は一例であり、これに限定されるものではない。設定内容表示エリア１６２０には、設定項目表示エリア１６１０で選択された項目に対する造形設定値の内容が表示される。図１６の例では、スケールに関連した設定項目として、Ｘ方向に関するＸスケールテキストボックス１６２１、Ｙ方向に関するＹスケールテキストボックス１６２２、Ｚ方向に関するＺスケールテキストボックス１６２３が表示されている。
造形時のスケールを変更する場合、ユーザはＸスケールテキストボックス１６２１、Ｙスケールテキストボックス１６２２、Ｚスケールテキストボックス１６２３にそれぞれ値を入力する。そして、確定ボタン１６３０を押下することで、造形設定値の変更指示が送信される。Ｓ１４０５で、変更指示を受信した場合はＳ１４０６へ、受信しなかった場合はＳ１４０４へそれぞれ処理を進める。

Ｓ１４０６において、Ｓ１４０５で受信した造形設定値を造形設定値変更手段１３１１によって造形候補に対して反映する。これにより、三次元データを基にコンピュータグラフィクスで疑似的に表した仮想パーツが更新される。
Ｓ１４０７において、仮想現実空間での仮想パーツを疑似造形結果表示手段１３２１によって、Ｓ１４０６で新たな造形設定値を反映した仮想パーツへ更新する。Ｓ１４０７の処理の後はＳ１４０４へ戻り、処理を繰り返す。

以上説明したように本実施形態によれば、造形支援装置１３００が決定した、次に造形するべきパーツが造形された後の結果を、ユーザは疑似的に検証することが可能となる。そのため、造形候補のパーツを造形した結果、既に造形した造形済パーツと組み合わせられないという失敗も抑制することが可能となり、より失敗の少ない効率的な造形が可能となる。また、造形物を構成する複数パーツのうち一部のパーツを先に造形し、造形したパーツの出来に応じて次に作成するパーツを最適化することが可能となる。したがって、造形された複数のパーツを組み合わせて構成される造形物においては、理想により近い形状、寸法のものを得ることが可能となる。
ここで、上述の実施形態１では、Ｓ３０８において造形警告提示手段２４２によって警告を提示し、また、Ｓ３１４において造形候補提示手段２４１によって注意を提示するものであった。このような警告や注意があった場合においても、本実施形態で説明したように、次の造形候補の未造形パーツを造形する際に用いる設計データ及び／又は造形装置の作製条件を変更するように構成するとよい。

＜その他の実施形態＞
以上、実施形態について詳述したが、本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記録媒体(記憶媒体)等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、ｗｅｂ
アプリケーション等）から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、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（コンピュータプログラム）を記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録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、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。

２００…造形支援装置、２２０…三次元データ取得手段、２２１…実形状データ取得手段、２３１…造形結果検証手段、２４１…造形候補提示手段

Claims (13)

1. 立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて作製する作製動作を支援する造形支援装置であって、
   前記複数のパーツのうち作製された作製済パーツの元となった前記設計データを取得する第１取得手段と、
   前記作製済パーツを計測して得られた実形状データを取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段で取得した前記設計データと、前記第２取得手段で取得した前記実形状データとを比較して、前記作製済パーツの作製結果が良好か否かを検証する検証手段と、
   前記検証手段により前記作製結果が良好と判定された場合に、前記作製済パーツの次に作製するべきパーツである次パーツの候補を提示する提示手段と、
   を有することを特徴とする造形支援装置。
2. 前記設計データは、前記検証手段が前記作製結果を検証する際の基準となる情報である基準情報を含み、
   前記検証手段は、前記実形状データが前記基準情報を満たす場合に、前記作製結果が良好と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の造形支援装置。
3. 前記作製済パーツのうち検証を行う検証箇所を指定する指示を受け取る第１受信手段を有し、
   前記検証手段は、前記第１受信手段で受信した指示に従い、指定された前記検証箇所における前記実形状データが、前記基準情報を満たす場合に、前記作製結果が良好と判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の造形支援装置。
4. 前記基準情報は、公差に関する情報である
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の造形支援装置。
5. 前記第１取得手段で取得した前記設計データに含まれる前記基準情報に対応する前記基準情報を有するパーツを、前記次パーツの候補として特定する特定手段を有し、
   前記提示手段は、前記特定手段により特定されたパーツを、前記次パーツの候補として提示する
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の造形支援装置。
6. 前記基準情報は、はめあい公差に関する情報である
   ことを特徴とする請求項５に記載の造形支援装置。
7. 前記特定手段は、前記検証手段の比較の結果に基づいて、前記次パーツの候補を特定することを特徴とする請求項５に記載の造形支援装置。
8. 前記提示手段は、前記検証手段により前記作製結果が良好でないと判定された場合に、前記作製結果が良好でないことに関する情報を提示する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の造形支援装置。
9. 前記次パーツを作製する際に用いる前記設計データ及び／又は造形装置の作製条件の変更指示を受信する第２受信手段と、
   前記第２受信手段で受信した指示に従い、前記次パーツを作製する際に用いる前記設計データ及び／又は前記作製条件を変更する変更手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の造形支援装置。
10. 前記次パーツをコンピュータグラフィクスで疑似的に表した仮想パーツと、前記作製済パーツを撮影した画像と、を合成し、仮想現実空間に表示する表示手段を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の造形支援装置。
11. 前記次パーツを作製する際に用いる前記設計データ及び／又は造形装置の作製条件の変更指示を受信する第２受信手段と、
    前記第２受信手段で受信した指示に従い、前記次パーツを作製する際に用いる前記設計データ及び／又は前記作製条件を変更する変更手段と、
    を有し、
    前記変更手段により前記設計データ及び／又は前記作製条件が変更された場合、前記表示手段は、変更された前記設計データ及び／又は前記作製条件を反映した前記仮想パーツを表示する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の造形支援装置。
12. 立体物を構成する複数のパーツを、パーツごとに設計データに基づいて作製する作製動作を支援する造形支援方法であって、
    前記複数のパーツのうち作製された作製済パーツの元となった前記設計データを取得する第１取得工程と、
    前記作製済パーツを計測して得られた実形状データを取得する第２取得工程と、
    前記第１取得工程で取得した前記設計データと、前記第２取得工程で取得した前記実形状データとを比較して、前記作製済パーツの作製結果が良好か否かを検証する検証工程と、
    前記検証工程で前記作製結果が良好と判定された場合に、前記作製済パーツの次に作製するべきパーツである次パーツの候補を提示する提示工程と、
    を含むことを特徴とする造形支援方法。
13. 請求項１２に記載の造形支援方法の各工程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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