JP2019016180A

JP2019016180A - 部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラム

Info

Publication number: JP2019016180A
Application number: JP2017133329A
Authority: JP
Inventors: 小宮　秀則; Hidenori Komiya; 秀則小宮
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: JP6910225B2

Abstract

【課題】互いに接触する部品どうしの固定状態を確認することができる部品固定状態表示装置を提供する。【解決手段】被接触面特定部１３は、３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、被接触部品における接触部品が接触する被接触面を特定する。接触部品特定部１４は、被接触面に接触する接触部品を特定する。固定状態判定部１５は、接触部品特定部によって特定された接触部品を、被接触面に沿った複数の方向及び被接触面に直交する方向に移動させて、接触部品が接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、被接触部品に対する接触部品の固定状態を判定する。表示制御部１６は、製品画像を固定状態判定部によって判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、板金よりなる複数の部品を備える製品において、互いに接触する部品どうしの固定状態を判定して表示部に表示する部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラムに関する。

板金よりなる複数の部品を備える製品において、互いに接触する部品を溶接して固定することがある。互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とする。被接触部品に対して接触部品を位置決めして両者を仮止めする加工が被接触部品と接触部品とのいずれか一方または双方に施されていれば、接触部品を被接触部品に溶接することが容易となる。

被接触部品と接触部品とを仮止めする加工が施されていなければ、作業者は、被接触部品に対する接触部品の位置決め箇所を測定した上で接触部品に対して接触部品を位置決めして、接触部品を被接触部品に溶接しなければならない。作業者は、接触部品を被接触部品に対して位置決めするためのジグを作成し、ジグによって接触部品を位置決めしなければならないことがある。

特許第３６４３０６４号公報

そこで、被接触部品に対して接触部品を位置決めして両者を仮止めする加工が被接触部品または接触部品に施されていることが望ましい。オペレータは、３次元（３Ｄ）ＣＡＤを用いて板金よりなる複数の部品を備える製品を設計するのが一般的である。製品の設計時に、互いに接触する部品どうしの固定状態を確認することができれば、必要に応じて仮止めのための加工を追加したり、不要な仮止めのための加工を削除したりすることができる。

本発明は、互いに接触する部品どうしの固定状態を確認することができる部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定する被接触面特定部と、前記被接触面に接触する前記接触部品を特定する接触部品特定部と、前記接触部品特定部によって特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定する固定状態判定部と、前記製品を示す製品画像を前記固定状態判定部によって判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御する表示制御部とを備えることを特徴とする部品固定状態表示装置を提供する。

本発明は、コンピュータ機器が、３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定し、前記コンピュータ機器が、前記被接触面に接触する前記接触部品を特定し、前記コンピュータ機器が、特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定し、前記コンピュータ機器が、前記製品を示す製品画像を、判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御することを特徴とする部品固定状態表示方法を提供する。

本発明は、コンピュータ機器に、３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定するステップと、前記被接触面に接触する前記接触部品を特定するステップと、特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定するステップと、前記製品を示す製品画像を、判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御するステップとを実行させることを特徴とする部品固定状態表示プログラムを提供する。

本発明の部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラムによれば、互いに接触する部品どうしの固定状態を確認することができる。

一実施形態の部品固定状態表示装置を示すブロック図である。図１における中央処理装置１の機能的な内部構成例を示すブロック図である。３ＤＣＡＤによって設計された製品の一例を示す斜視図である。図３Ａの分解斜視図である。図３Ａに示す製品における接触部品の拡大斜視図である。図３Ａに示す製品における固定状態を改良した接触部品の拡大斜視図である。接触部品が４つの突起で被接触部品に位置決めされている状態の一例を示す斜視図である。接触部品が２つの突起で被接触部品に位置決めされている状態の一例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが２か所の円形の突起と円形の穴との組み合わせで位置決めされている状態の一例を示す斜視図である。被接触部品と接触部品とが１か所の円形の突起と円形の穴との組み合わせで位置決めされている状態の一例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが１か所の正方形の突起と正方形の穴との組み合わせで位置決めされている状態の一例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが１か所の六角形の突起と六角形の穴との組み合わせで位置決めされている状態の一例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが１か所の長丸状の突起と長丸状の穴との組み合わせで位置決めされている状態の一例を示す斜視図である。被接触部品と接触部品とが２か所の円形の突起と長丸状の穴との組み合わせで位置決めされている状態の第１の例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが２か所の円形の突起と長丸状の穴との組み合わせで位置決めされている状態の第２の例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが２か所の円形の突起と長丸状の穴との組み合わせで位置決めされている状態の第３の例を示す平面図である。被接触部品と接触部品とが、１か所の円形の突起と円形の穴との組み合わせ、及び、接触部品を挟む２つの突起で位置決めされている状態の一例を示す斜視図である。被接触部品と接触部品とが、１か所の円形の突起と円形の穴との組み合わせ、及び、接触部品に当接する１つの突起で位置決めされている状態の一例を示す平面図である。接触部品が被接触部品と接触している部分の幅と接触部品の外形の幅との関係を説明するための図である。被接触部品の部品平面と接触部品の板厚面とが接触した状態で、接触部品が被接触部品に位置決めされている状態の一例を示す斜視図である。被接触部品及び接触部品の板厚面どうしが接触した状態で、接触部品が被接触部品に位置決めされている状態の第１の例を示す斜視図である。被接触部品及び接触部品の板厚面どうしが接触した状態で、接触部品が被接触部品に位置決めされている状態の第２の例を示す平面図である。４段階の固定レベルにおける被接触部品及び接触部品の固定状態とその定義と表示色との関係を表形式で示す図である。図５に示す製品を固定レベルに応じた表示態様で表示部に表示している状態を示す斜視図である。図１８に示す製品を固定レベルに応じた表示態様で表示部に表示している状態を示す斜視図である。図１９に示す製品を固定レベルに応じた表示態様で表示部に表示している状態を示す斜視図である。表示部に表示されている、枠状の部品の一面に板状の部品を当接させた状態を示す斜視図である。実際の部品を図２５Ａに示す表示状態と同じ状態で配置したときに生じる不具合を説明するための斜視図である。不具合が発生しないよう変更した表示状態を示す斜視図である。コンピュータ機器が実行する部品固定状態表示方法による手順、及び、部品固定状態表示プログラムがコンピュータ機器に実行させる処理を示すフローチャートである。

以下、一実施形態の部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラムについて、添付図面を参照して説明する。

一実施形態の部品固定状態表示装置は、図１に示すような３ＤＣＡＤの機能を搭載するコンピュータ機器１０によって構成することができる。図１において、コンピュータ機器１０は、中央処理装置１（以下、ＣＰＵ１と略記する）、記憶部２、操作部３、記憶部４、一時記憶メモリ５、表示部６を備える。

記憶部２は、３ＤＣＡＤによって製品を設計する製品設計プログラムと、部品固定状態表示プログラムを記憶している。記憶部２は非一時的な記憶媒体であるＲＯＭであり、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等の任意のメモリで構成される。記憶部４は３ＤＣＡＤデータを記憶する不揮発性のメモリであり、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等の任意のメモリで構成される。一時記憶メモリ５は作業用メモリとして機能するＲＡＭである。記憶部２と記憶部４とは同じ記憶部であってもよい。

ＣＰＵ１が製品設計プログラムを実行し、オペレータが操作部３を操作することによって、ＣＰＵ１は複数の部品を備える所定の製品を示す３ＤＣＡＤデータを生成する。ＣＰＵ１は生成した３ＤＣＡＤデータを記憶部４に記憶させて、３ＤＣＡＤデータを保存することがある。

ＣＰＵ１が部品固定状態表示プログラムを実行すると、ＣＰＵ１は、新たに生成した３ＤＣＡＤデータ、または、記憶部４より読み出した３ＤＣＡＤデータで表される製品における互いに接触する部品どうしの固定状態を判定する。また、ＣＰＵ１は、３ＤＣＡＤデータで表される製品を、判定した固定状態に応じた表示態様で表示部６に表示する。

図２は、ＣＰＵ１が製品設計プログラム及び部品固定状態表示プログラムを実行したときの、ＣＰＵ１の機能的な構成を示している。ＣＰＵ１は、図２に示す機能的な構成によって、部品どうしの固定状態を判定し、判定した固定状態に応じた表示態様で、３ＤＣＡＤデータで表される製品を表示部６に表示する。図２において、ＣＰＵ１は、３ＤＣＡＤデータ生成部１１、書き込み・読み出し制御部１２、被接触面特定部１３、接触部品特定部１４、固定状態判定部１５、表示制御部１６を備える。

まず、被接触部品に対して接触部品を位置決めして両者を仮止めする加工が施されていない状態と施されている状態とを概略的に説明する。一例として、オペレータは、３ＤＣＡＤによって図３Ａに示す製品２０を設計したとする。図３Ｂに示す分解図より分かるように、製品２０は、部品２１に対して部品２２を取り付け、部品２１の側面に部品２３を取り付けた構成を有する。部品２１を被接触部品とすると、部品２３は接触部品である。

図３Ａに示す製品は、図４Ａの部分拡大図にも示すように、部品２１の側面に部品２３を単に当接した状態で配置したものである。部品２１の側面には、部品２３を位置決めして仮止めする加工が施されていない。よって、実際の製品において部品２３を部品２１の側面の正しい位置に位置決めして溶接によって部品２３を部品２１に固定しようとすると、位置決め箇所の測定等の余分な工数が必要となるため、工数が多くかかってしまう。

図４Ｂの部分拡大図に示すように、例えば、部品２３の部品２１と当接する面に穴２３１を２か所設け、部品２１の側面に穴２３１に挿入される突起２１１を設ければ、部品２３を部品２１の側面の正しい位置に容易に位置決めすることができる。よって、溶接によって部品２３を部品２１に固定する際の工数を削減することができる。例えば、突起２１１は、部品２１の側面をパンチングマシンによって半抜きすることによって形成することができる。

オペレータが製品２０等の所定の製品を設計したときに、互いに接触する部品どうしの固定状態が図４Ａのように良好でないか、図４Ｂのように良好であるかを、オペレータが確認できることが望まれる。

以下、互いに接触する部品どうしの固定状態を判定する判定方法と、オペレータが固定状態を確認するための表示部６への表示方法を具体的に説明する。図２において、３ＤＣＡＤデータ生成部１１は、一時記憶メモリ５を作業用メモリとして使用しながら、オペレータによる操作部３の操作に従って、所定の製品を示す３ＤＣＡＤデータを生成する。一時記憶メモリ５に保持された３ＤＣＡＤデータは、被接触面特定部１３、接触部品特定部１４、固定状態判定部１５、表示制御部１６に供給される。

表示制御部１６は、３ＤＣＡＤデータを視覚的に表示するための表示データを表示部６に供給する。これによって、表示部６は、オペレータが設計している製品を示す製品画像を表示する。製品画像は、サーフェスとソリッドとのいずれで表示されてもよい。

オペレータが操作部３を操作して、新たに生成した３ＤＣＡＤデータを記憶部４に記憶させるよう指示すると、書き込み・読み出し制御部１２は３ＤＣＡＤデータを記憶部４に記憶させる。オペレータが操作部３を操作して、記憶部４に記憶されている３ＤＣＡＤデータを読み出すよう指示すると、書き込み・読み出し制御部１２は記憶部４より３ＤＣＡＤデータを読み出し、一時記憶メモリ５に保持させる。

記憶部４より読み出された３ＤＣＡＤデータは、被接触面特定部１３、接触部品特定部１４、固定状態判定部１５、表示制御部１６に供給される。同様に、表示制御部１６は、記憶部４より読み出された３ＤＣＡＤデータで表される製品を示す製品画像を表示する。３ＤＣＡＤデータ生成部１１は、記憶部４より読み出された３ＤＣＡＤデータに基づき、製品に部品を追加したり、製品の設計を変更したりすることもできる。

被接触面特定部１３は、入力された３ＤＣＡＤデータで表される製品を構成する部品の複数の面のうち、他の部品が接触する被接触面を特定する。図３Ａに示す製品２０においては、部品２３が接触している部品２１の側面が被接触面となる。接触部品特定部１４は、被接触面ごとに被接触面に接触する他の部品を接触部品と特定する。図３Ａに示す製品２０においては、部品２３が接触部品と特定される。

なお、図３Ａにおいて、互いに接触する部品２１及び２３のうち、大きい方の部品２１を被接触部品とし、小さい方の部品２３を接触部品とするのがよい。よって、被接触部品である部品２１の側面が被接触面と特定され、部品２３が接触部品と特定される。

固定状態判定部１５は、それぞれの被接触面に接触する全ての接触部品の固定状態を判定する。固定状態判定部１５は、接触部品が被接触面と接触している部分の外形を認識し、外形線に対して平行な軸を設定する。固定状態判定部１５は、軸に沿って一方の方向（プラス方向）と他方の方向（マイナス方向）に接触部品をわずかに移動させて、接触部品が被接触部品に対して固定されているか否かを判定する。接触部品の移動量はプラス方向及びマイナス方向それぞれ０．０５ｍｍ程度でよい。但し、部品の大きさ、組み立て精度等の各種の条件に応じて移動量を適宜に設定すればよい。

固定状態判定部１５は、外形線に対して平行な軸が複数存在するときは、それぞれの軸に沿ってプラス方向とマイナス方向に接触部品をわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。固定状態判定部１５は、設定した軸に対して直交する板厚方向の軸においても同様に、プラス方向とマイナス方向に接触部品をわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。

また、固定状態判定部１５は、被接触部品と接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合しているとき、接触部品を、突起を中心として面内でわずかに回転させて接触部品が固定されているか否かを判定する。固定状態判定部１５は、特定の条件のときのみ、接触部品を面内で回転させて接触部品が固定されているか否かを判定するのがよい。

さらに、固定状態判定部１５は、被接触部品と接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合し、穴が円以外で穴の外形線が直線部分を有するとき、接触部品を直線部分の方向にもわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。

このように、固定状態判定部１５は、接触部品特定部１４によって特定された接触部品を、少なくとも、被接触面に沿った複数の方向及び被接触面に直交する方向に移動させて、被接触部品に対する接触部品の固定状態を判定する。固定状態判定部１５は、それに加えて、固定されている被接触部品の被接触面上で、接触部品を被接触面に沿って回転させて、被接触部品に対する接触部品の固定状態を判定することがある。

固定状態判定部１５は、接触部品をわずかに移動または回転させたときに、接触部品が、被接触部品、または、接触部品を固定するための突起等である接触部品以外の部分に接触すれば、接触部品は固定されていると判定する。固定状態判定部１５は、接触部品を複数の軸の方向に移動させたり、回転させたりして接触部品の固定状態を判定する。

固定状態判定部１５は、少なくとも接触部品が被接触部品に固定されているか、固定されていないかの２段階で固定状態（固定度合）を判定する。固定状態判定部１５は、後述するように、３段階以上で固定度合を判定することが好ましい。

図５〜図２０を参照して、固定状態判定部１５が、各種の被接触部品及び接触部品において、接触部品の固定状態を具体的にどのように判定するかについて説明する。

まず、図５〜図１７を用いて、被接触部品と接触部品とがそれぞれの部品平面どうしで接触している場合の例を説明する。図５において、被接触部品である部品３１には４つの突起３１１が形成され、接触部品である部品３２が４つの突起３１１によって位置決めされている。

固定状態判定部１５は、部品３２の外形線に対して平行なＸ軸及びＹ軸と、Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸を設定する。固定状態判定部１５は、Ｘ軸及びＹ軸それぞれに沿って部品３２をプラス方向及びマイナス方向に移動させる。図５において、どちらをプラス方向とし、どちらをマイナス方向とするかは任意である。図５の例では、部品３２は突起３１１と接触するため、固定状態判定部１５は、部品３２はＸ軸及びＹ軸方向に固定されていると判定する。

さらに、固定状態判定部１５は、Ｚ軸に沿って部品３２をプラス方向及びマイナス方向に移動させる。図５において、部品３２（接触部品）が部品３１（被接触部品）から離れる方向をプラス方向、部品３２が部品３１に近付く方向をマイナス方向とする。図６以降でも同様とする。図５の例では、部品３２はＺ軸のマイナス方向が固定されており、プラス方向は固定されていないフリー状態であると判定する。図５に示す固定状態は、１方向のみフリーの固定状態である。

接触部品が被接触部品に対して１方向フリーの固定状態で固定されているとき、接触部品が被接触部品に対して完全に固定されている「位置決め完了」の状態であると定義する。固定状態判定部１５は、図５に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

本実施形態においては、被接触部品に対する接触部品の固定度合を固定レベル１〜４の４段階とし、「位置決め完了」の状態を固定度合が最も高い固定レベル１とする。

図６において、被接触部品である部品３３には２つの突起３３１が形成され、接触部品である六角形の部品３４が２つの突起３３１によって位置決めされている。固定状態判定部１５は、部品３４を、部品３４の外形線に対して平行なＡ１〜Ａ３方向のプラス方向及びマイナス方向と、図示していないＺ軸方向のプラス方向及びマイナス方向に移動させる。例えば、Ａ１〜Ａ３方向におけるプラス方向及びマイナス方向は図６のように設定される。

図６に示す例では、部品３４はＡ２及びＡ３方向のマイナス方向に固定されていないフリー状態であると判定する。Ｚ軸方向は図５と同様であり、固定状態判定部１５は、部品３４はＺ軸のマイナス方向が固定されており、プラス方向は固定されていないフリー状態であると判定する。３方向以上フリーのとき、接触部品は位置決めされていない「位置決めなし」の状態であると定義する。固定状態判定部１５は、図６に示す固定状態を３方向フリーの「位置決めなし」の状態であると判定する。

「位置決めなし」の状態を、被接触部品に対する接触部品の固定レベル１〜４のうち、固定度合が最も低い固定レベル４とする。

図７において、被接触部品である部品４１には２つの円形の突起４１１が形成され、接触部品である部品４２には２つの円形の穴４２１が形成されている。穴４２１は突起４１１を隙間なく挿入できる径を有する。突起４１１が穴４２１に挿入されることによって、部品４２が部品４１に対して位置決めされている。固定状態判定部１５は、図５と同様に、部品４２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向に移動させて部品４２が固定されているか否かを判定する。

固定状態判定部１５は、被接触部品と接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合し、突起と穴との少なくとも一方が円形であるとき、接触部品を、突起を中心として面内でプラス方向及びマイナス方向に回転させて接触部品が固定されているか否かを判定する。どちらの回転方向をプラス方向とし、どちらの回転方向をマイナス方向とするかは任意である。

そこで、固定状態判定部１５は、部品４２を２つの突起４１１それぞれを中心として回転させて部品４２が固定されているか否かを判定する。固定状態判定部１５は、部品４２は回転方向にも固定されていると判定する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向の移動、回転方向のプラス方向及びマイナス方向の回転の結果、固定状態判定部１５は、図５と同様、１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図８において、被接触部品である部品４３には１つの円形の突起４３１が形成され、接触部品である部品４４には１つの円形の穴４４１が形成されている。突起４３１が穴４４１に挿入されることによって、部品４４が部品４３に対して位置決めされている。図８に示す固定状態は、部品４４を面内で回転方向（Ｒ方向）のプラス及びマイナス方向に回転させることができる。

図８に示す固定状態は、Ｚ軸のプラス方向と、Ｒ方向のプラス及びマイナス方向の３方向が固定されていない３方向フリーの状態である。固定状態判定部１５は、図８に示す固定状態を３方向フリーの「位置決めなし」の状態であると判定する。

図９において、被接触部品である部品４５には１つの正方形の突起４５１が形成され、接触部品である部品４６には１つの正方形の穴４６１が形成されている。突起４５１が穴４６１に挿入されることによって、部品４６が部品４５に対して位置決めされている。固定状態判定部１５は、部品４６をＸ軸、Ｙ軸、図示していないＺ軸のプラス及びマイナス方向、穴４６１の直線部分の方向であるＢ１及びＢ２方向にわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。

部品４６は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向、穴４６１のＢ１及びＢ２方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図９に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図１０において、被接触部品である部品４７には１つの六角形の突起４７１が形成され、接触部品である部品４８には１つの六角形の穴４８１が形成されている。突起４７１が穴４８１に挿入されることによって、部品４８が部品４７に対して位置決めされている。部品４８は、Ｘ軸、Ｙ軸、図示していないＺ軸のプラス及びマイナス方向、穴４８１のＣ１〜Ｃ３方向にわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。

部品４８は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向、穴４８１のＣ１〜Ｃ３方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図１０に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図１１において、被接触部品である部品５１には長丸状の突起５１１が形成され、接触部品である部品５２には長丸状の穴５２１が形成されている。突起５１１が穴５２１に挿入されて、部品５２が部品５１に対して位置決めされている。穴５２１の直線部分の方向はＸ軸方向である。部品５２は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図１１に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図１２において、被接触部品である部品５３には２つの円形の突起５３１が形成され、接触部品である部品５４には２つの長丸状の穴５４１及び５４２が形成されている。２つの突起５３１が２つの穴５４１及び５４２に挿入されて、部品５４が部品５３に対して位置決めされている。穴５４１の直線部分の方向はＸ軸方向であり、穴５４２の直線部分の方向はＹ軸方向である。

部品５４は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向、回転方向のプラス及びマイナス方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図１２に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図１３において、被接触部品である部品５５には２つの円形の突起５５１が形成され、接触部品である部品５６には２つの長丸状の穴５６１が形成されている。２つの突起５５１が２つの穴５６１に挿入されて、部品５６が部品５５に対して位置決めされている。穴５６１の直線部分の方向はＸ軸及びＹ軸と交差するＤ１方向である。

固定状態判定部１５は、部品５６をＸ軸、Ｙ軸、図示していないＺ軸のプラス及びマイナス方向、Ｄ１方向のプラス及びマイナス方向、回転方向のプラス及びマイナス方向にわずかに移動させて、接触部品が固定されているか否かを判定する。Ｄ１方向のどちらをプラス方向とし、どちらをマイナス方向とするかは任意である。

図１３に示す固定状態は、Ｚ軸のプラス方向とＤ１方向のプラス方向及びマイナス方向が固定されていない３方向フリーの状態である。固定状態判定部１５は、図１３に示す固定状態を３方向フリーの「位置決めなし」の状態であると判定する。

図１４において、被接触部品である部品５７に２つの長丸状の穴５７１が形成され、接触部品である部品５８に２つの円形の突起５８１が形成されている。２つの突起５８１が２つの穴５７１に挿入されて、部品５８が部品５７に対して位置決めされている。穴５６１の直線部分の方向はＸ軸及びＹ軸と交差するＤ１方向である。図１３の場合と同様に、固定状態判定部１５は、図１４に示す固定状態を３方向フリーの「位置決めなし」の状態であると判定する。

図１５において、被接触部品である部品６１には３つの円形の突起６１１が形成され、接触部品である部品６２には１つの円形の穴６２１が形成されている。１つの突起６１１が穴６２１に挿入され、２つの突起６１１が部品６２を挟むことによって、部品６２は部品６１に対して位置決めされている。

固定状態判定部１５は、部品６２をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向にわずかに移動させ、Ｒ方向のプラス及びマイナス方向にわずかに回転させて、部品６２が固定されているか否かを判定する。部品６２は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向、Ｒ方向のプラス及びマイナス方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図１５に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

図１６において、被接触部品である部品６３には２つの円形の突起６３１が形成され、接触部品である部品６４には１つの円形の穴６４１が形成されている。１つの突起６３１が穴６４１に挿入され、１つの突起６３１が部品６４に当接することによって、部品６４は部品６３に対して位置決めされている。

図１６に示す例では、Ｒ方向のマイナス方向は固定されているものの、Ｒ方向のプラス方向はフリー状態であり、Ｚ軸のプラス方向及びＲ方向のプラス方向の２方向がフリー状態である。２方向がフリー状態のとき、被接触部品に対する接触部品の位置決めが不十分である「位置決め不十分」の状態であると定義する。固定状態判定部１５は、図１６に示す固定状態を２方向フリーの「位置決め不十分」の状態であると判定する。なお、後述する１軸のプラス及びマイナス方向がフリー状態は、「位置決め不十分」の状態から除外される。

「位置決め不十分」の状態を、被接触部品に対する接触部品の固定レベル１〜４のうち、固定度合が２番目に低い固定レベル３とする。

ところで、固定状態判定部１５は、接触部品を移動（または回転）させて、接触部品が固定されているか否かを判定するとき、接触部品の外形と、接触部品以外の他の部分との接触の有無を判定することが必要である。接触部品以外の他の部分とは、非接触部品（非接触部品に形成した突起を含む）、または、ねじ、ボルト、ナット等の固定部品である。このことについて図１７を例にして説明する。

図１７において、被接触部品である部品３５には、２つの突起３５１が半抜きによって形成され、別部品よりなる２つの突起３５２（固定部品）が取り付けられている。接触部品である部品３６が突起３５１及び３５２によって位置決めされている。部品３６は、板金の対向する両端部を曲げた形状を有し、部品３５と接触している底部３６１と、底部３６１の両端部に形成された側部３６２とを含む。

部品３５と部品３６とは、底部３６１の幅Ｗ３６１の部分で接触している。固定状態判定部１５は、部品３６を移動させたときに、部品３６が部品３５と接触している幅Ｗ３６１の部分と突起３５１及び３５２との干渉の有無を判定するのではなく、幅Ｗ３６を有する部品３６の外形と突起３５１及び３５２との接触の有無を判定する。

次に、図１８を用いて、被接触部品の部品平面と接触部品の板厚面とが接触している場合の例を説明する。図１８において、被接触部品である部品７１には矩形状の３つの穴７１１が形成され、接触部品である部品７２には３つの突起７２１が形成されている。３つの突起７２１が３つの穴７１１に差し込まれることによって、部品７２は部品７１に対して位置決めされている。

固定状態判定部１５は、部品７２をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス及びマイナス方向にわずかに移動させて、部品７２が固定されているか否かを判定する。部品７２は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向、Ｚ軸のマイナス方向に固定されている。固定状態判定部１５は、図１８に示す固定状態を１方向フリーの「位置決め完了」の状態であると判定する。

さらに、図１９及び図２０を用いて、被接触部品及び接触部品の板厚面どうしが接触している場合の例を説明する。図１９において、被接触部品である部品７３には部品平面の内側に向かうに従って幅が広くなる台形状の凹部７３１が形成され、接触部品である部品７４には凹部７３１と対応する形状の突起７４１が形成されている。突起７４１が凹部７３１に嵌め込まれることによって、部品７４は部品７３に対して位置決めされている。

固定状態判定部１５は、部品７４をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス及びマイナス方向、Ｅ１及びＥ２方向のプラス及びマイナス方向にわずかに移動させて、部品７４が固定されているか否かを判定する。Ｅ１及びＥ２方向のどちらをプラス方向とし、どちらをマイナス方向とするかは任意である。

部品７４は、Ｘ軸及びＹ軸のプラス及びマイナス方向には固定されているものの、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向は固定されておらずフリー状態である。１軸のプラス方向及びマイナス方向がフリー状態のとき、接触部品が被接触部品に対して完全には固定されていないものの、被接触部品に対する接触部品の位置決めがなされている「位置決めあり」の状態であると定義する。固定状態判定部１５は、図１９に示す固定状態を１軸±フリーの「位置決めあり」の状態であると判定する。

「位置決めあり」の状態を、被接触部品に対する接触部品の固定レベル１〜４のうち、固定度合が２番目に高い固定レベル２とする。

図２０において、被接触部品である部品７５には菱形状の凹部７５１が形成され、接触部品である部品７６には凹部７５１と対応する形状の突起７６１が形成されている。突起７６１が凹部７５１に嵌め込まれることによって、部品７６は部品７５に対して位置決めされている。

固定状態判定部１５は、部品７４をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のプラス及びマイナス方向、Ｅ３方向のプラス及びマイナス方向にわずかに移動させて、部品７６が固定されているか否かを判定する。部品７６は、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向とＥ３方向のプラス方向とが固定されておらず、３方向フリー状態である。固定状態判定部１５は、図２０に示す固定状態を３方向フリーの「位置決めなし」の状態であると判定する。

以上説明した固定レベル１〜４をまとめると図２１のようになる。図２１に示すように、固定レベル１は１方向フリーで、完全な位置決めが完了している状態であり、固定レベル２は１軸±フリーで、ある程度の位置決めがなされている状態である。固定レベル３は２方向フリーで、位置決めが不十分な状態であり、固定レベル４は３方向以上フリーで、位置決めがなされていない状態である。固定状態判定部１５は、被接触部品に対する接触部品の固定度合を図２１に示す４つに分類して判定する。

図２に戻り、表示制御部１６には、固定状態判定部１５が判定した接触部品の固定度合を示す情報が供給される。表示制御部１６は、オペレータが被接触部品に対する接触部品の固定度合を容易に確認できるよう、３ＤＣＡＤデータで表される製品を示す製品画像を固定度合に応じて色を異ならせて表示部６に表示するよう制御する。固定度合に応じた色は、固定度合に応じた表示態様の好適な一例である。

例えば、表示制御部１６は、図２１に示すように、製品の後述する部分を、固定レベル１のとき青色、固定レベル２のとき緑色、固定レベル３のとき黄色、固定レベル４のとき赤色で表示するよう制御する。

図２２は、図５に示す部品３１及び３２を表示部６に表示した状態を示している。例えば、表示制御部１６は、部品３２が部品３１と接触しているハッチングで示す部分を青色で表示する。図２３は、図１８に示す部品７１及び７２を表示部６に表示した状態を示している。同様に、表示制御部１６は、部品７２が部品７１と接触しているハッチングで示す部分を青色で表示する。図２２及び図２３において、表示制御部１６は、フリーの方向を示す矢印８０を表示してもよい。

図２４は、図１９に示す部品７３及び７４を表示部６に表示した状態を示している。表示制御部１６は、部品７４が部品７３と接触しているハッチングで示す部分を緑色で表示する。表示制御部１６は、フリーの方向を示す矢印８１及び８２を表示してもよい。

表示制御部１６は、オペレータが操作部３によって特定の操作を行うことなく、表示部６に固定度合に応じた色を付加した製品画像を表示部６に表示するよう制御してもよい。表示制御部１６は、オペレータが操作部３によって固定度合を確認する特定の操作を行ったときに、表示部６に表示されている製品画像に固定度合に応じた色を付加してもよい。矢印８０〜８２についても同様である。

表示制御部１６は、実際の製品に対して溶接等の加工を施すときの作業がしやすくなるように、製品画像を表示部６に表示することが好ましい。図２５Ａは、表示部６に表示されている、枠状の部品９１の一面に板状の部品９２を当接させた状態の製品画像を示している。部品９２は矢印方向にフリーである。作業者（オペレータ）が表示部６に表示されている部品９１及び９２を見て、図２５Ｂに示すように実際の部品９１及び９２を配置すると、部品９２は倒れてしまうため、作業者は部品９２が倒れないように部品９２を押さえながら作業しなければならない。

そこで、図２５Ｃに示すように、表示制御部１６は、部品９１及び９２を、部品９１の上方に部品９２が位置するように表示部６に表示する。作業者が表示部６に表示されている図２５Ｃに示す部品９１及び９２を見れば、実際の部品９１及び９２を図２５Ｃと同様に配置する。よって、作業者は部品９２が倒れないように部品９２を押さえることなく、作業することができる。

図２６に示すフローチャートを用いて、コンピュータ機器１０が実行する部品固定状態表示方法による手順を説明する。図２６において、コンピュータ機器１０は、ステップＳ１にて、３ＤＣＡＤデータで表される製品における被接触面を特定する。コンピュータ機器１０は、ステップＳ２にて、被接触面に接触する接触部品を特定する。１つの被接触面に複数の接触部品が接触している場合には、コンピュータ機器１０は、ステップＳ２にて、被接触面に接触する全ての接触部品を特定する。

なお、コンピュータ機器１０は、被接触面に接触するねじ、ボルト、ナット等の固定部品を接触部品として特定する必要はない。

コンピュータ機器１０は、ステップＳ３にて、全ての被接触面で接触部品を特定したか否かを判定する。全ての被接触面で接触部品を特定していなければ（NO）、コンピュータ機器１０は、ステップＳ１〜Ｓ３を繰り返す。全ての被接触面で接触部品を特定したら（YES）、コンピュータ機器１０は、ステップＳ４にて、接触部品の固定状態を判定する。

コンピュータ機器１０は、少なくとも接触部品が被接触部品に固定されているか、固定されていないかの２段階の固定度合（固定レベル）を判定する。コンピュータ機器１０は、３段階以上で固定度合を判定することが好ましい。

コンピュータ機器１０は、ステップＳ５にて、３ＤＣＡＤデータで表される製品を示す製品画像を固定レベルに応じた表示態様で表示部６に表示して、処理を終了させる。コンピュータ機器１０は、好適な表示態様として、製品画像を、固定レベルに応じた色を含むように表示する。

図２６に示すフローチャートは、部品固定状態表示プログラムがコンピュータ機器１０に実行させる処理でもある。部品固定状態表示プログラムは、インターネット等の通信回線を介してコンピュータ機器１０に送信されてもよい。

以上説明した本実施形態の部品固定状態表示装置、部品固定状態表示方法、部品固定状態表示プログラムによれば、オペレータは、互いに接触する部品どうしの固定状態を確認することができる。固定度合が不十分であれば、オペレータは、必要に応じて、接触部品を固定するための加工または部品を追加するよう製品を設計し直すことができる。

以上説明した本実施形態において、接触部品を動かす方向は、グローバル座標系のＸＹＺ方向であってもよい。オペレータが固定状態を確認したい特定の接触部品を指定して、指定された接触部品のみの固定状態を判定して表示部６に表示してもよい。

実際の製品において、２つの部品に穴を形成してボルト等で連結することがある。３ＤＣＡＤデータでは、部品に形成する穴に属性を設定することができる。３ＤＣＡＤで設計された製品において、２つの部品を連結するボルト等が省略されていることがある。このような場合であっても、穴に対してボルト等による連結の属性が設定されていれば、２つの部品は連結されているとみなして、固定状態を判定してもよい。

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１中央処理装置
２，４記憶部
３操作部
５一時記憶メモリ
６表示部
１０コンピュータ機器
１１３ＤＣＡＤデータ生成部
１２書き込み・読み出し制御部
１３被接触面特定部
１４接触部品特定部
１５固定状態判定部
１６表示制御部
３１，３３，３５，４１，４３，４５，４７，５１，５３，５５，５７，６１，６３，７１，７３，７５，９１部品（被接触部品）
３２，３４，３６，４２，４４，４６，４８，５２，５４，５６，５８，６２，６４，７２，７４，７６，９２部品（接触部品）

Claims

３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定する被接触面特定部と、
前記被接触面に接触する前記接触部品を特定する接触部品特定部と、
前記接触部品特定部によって特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定する固定状態判定部と、
前記製品を示す製品画像を前記固定状態判定部によって判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御する表示制御部と、
を備えることを特徴とする部品固定状態表示装置。
前記固定状態判定部は、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定度合を複数段階で判定し、
前記表示制御部は、前記製品画像を前記固定状態判定部によって判定された固定度合に応じた表示態様で前記表示部に表示するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の部品固定状態表示装置。
前記表示制御部は、前記製品画像が固定度合に応じて設定された色を含むように、前記製品画像を前記表示部に表示するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の部品固定状態表示装置。
前記表示制御部は、前記製品画像のうち、前記被接触面に接触する前記接触部品の面を固定度合に応じて設定された色で表示するよう制御することを特徴とする請求項３に記載の部品固定状態表示装置。
前記固定状態判定部は、前記被接触部品と前記接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合しているとき、前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させるのに加えて、前記接触部品を、前記突起を中心として前記被接触面に沿って回転させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品固定状態表示装置。
コンピュータ機器が、３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定し、
前記コンピュータ機器が、前記被接触面に接触する前記接触部品を特定し、
前記コンピュータ機器が、特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定し、
前記コンピュータ機器が、前記製品を示す製品画像を、判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御する
ことを特徴とする部品固定状態表示方法。
前記コンピュータ機器が、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定度合を複数段階で判定し、
前記コンピュータ機器が、前記製品画像を判定された固定度合に応じた表示態様で前記表示部に表示するよう制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の部品固定状態表示方法。
前記コンピュータ機器が、前記製品画像が固定度合に応じて設定された色を含むように、前記製品画像を前記表示部に表示するよう制御することを特徴とする請求項７に記載の部品固定状態表示方法。
前記コンピュータ機器が、前記製品画像のうち、前記被接触面に接触する前記接触部品の面を固定度合に応じて設定された色で表示するよう制御することを特徴とする請求項８に記載の部品固定状態表示方法。
前記コンピュータ機器が、前記被接触部品と前記接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合しているとき、前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させるのに加えて、前記接触部品を、前記突起を中心として前記被接触面に沿って回転させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の部品固定状態表示方法。
コンピュータ機器に、
３次元ＣＡＤで表される製品を構成する複数の部品のうち、互いに接触する部品の一方を被接触部品、他方を接触部品とし、前記被接触部品における前記接触部品が接触する被接触面を特定するステップと、
前記被接触面に接触する前記接触部品を特定するステップと、
特定された前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定するステップと、
前記製品を示す製品画像を、判定された固定状態に応じた表示態様で表示部に表示するよう制御するステップと、
を実行させることを特徴とする部品固定状態表示プログラム。
前記コンピュータ機器に、
前記被接触部品に対する前記接触部品の固定度合を複数段階で判定するステップと、
前記製品画像を判定された固定度合に応じた表示態様で前記表示部に表示するよう制御するステップと、
を実行させることを特徴とする請求項１１に記載の部品固定状態表示プログラム。
前記コンピュータ機器に、前記製品画像が固定度合に応じて設定された色を含むように、前記製品画像を前記表示部に表示するよう制御するステップを実行させることを特徴とする請求項１２に記載の部品固定状態表示プログラム。
前記コンピュータ機器に、前記製品画像のうち、前記被接触面に接触する前記接触部品の面を固定度合に応じて設定された色で表示するよう制御するステップを実行させることを特徴とする請求項１３に記載の部品固定状態表示プログラム。
前記コンピュータ機器に、前記被接触部品と前記接触部品とが突起と穴との組み合わせで互いに係合しているとき、前記接触部品を、前記被接触面に沿った複数の方向及び前記被接触面に直交する方向に移動させるのに加えて、前記接触部品を、前記突起を中心として前記被接触面に沿って回転させて、前記接触部品が前記接触部品以外の他の部分に接触するか否かに基づいて、前記被接触部品に対する前記接触部品の固定状態を判定するステップを実行させることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の部品固定状態表示プログラム。