JP3478546B2 - 作動シミュレーション装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作動シミュレーション
装置及び方法に関して、情報処理システムを利用した作
動シミュレーション装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ等の情報処理システムを利用して
機構の作動のシミュレーションを行う方法として、機構
を表現する運動方程式を計算機上で組み立てこれを解く
ことによって機構を構成する部品の動きを求めるものが
存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】ＣＡＤ等の情報処
理システム上で、運動方程式を作成して機構を構成する
部品の動きを求める場合は、運動方程式を作るために、
慣性モーメント等の物性量等のデータが必要となり簡単
に作動シミュレーションを行うことができない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
表示手段に表示されている図形の中からドライバーを指
示するドライバー指示手段と、前記表示手段に表示され
ている図形の中からストッパーを指示するストッパー指
示手段と、前記表示手段に表示されている図形の中から
前記ドライバーが移動する軌跡の基準となる基準エレメ
ントを指示する基準エレメント指示手段と、移動開始基
準位置を指示する移動開始基準位置指示手段と、前記ド
ライバーの移動方向を指示するドライバー移動方向指示
手段と、前記指示されたドライバー又は前記指示された
ストッパーを構成するエレメントの中から干渉計算対象
エレメントを指示するエレメント指示手段と、前記ドラ
イバーと前記基準エレメントと前記移動開始基準位置と
前記移動方向と前記ストッパーと前記干渉対象エレメン
トに基づき、干渉並進作動を計算する干渉並進作動計算
手段と、前記干渉並進作動計算手段によって計算された
結果に基づいて、前記ドライバーを作動させて前記表示
手段に表示する表示手段とを有することを特徴とする。

【０００５】 また、本発明の作動シュミュレーション
方法は、表示手段に表示されている図形の中からドライ
バーを指示するドライバー指示ステップと、前記表示手
段に表示されている図形の中からストッパーを指示する
ストッパー指示ステップと、前記表示手段に表示されて
いる図形の中から前記ドライバーが移動する軌跡の基準
となる基準エレメントを指示する基準エレメント指示ス
テップと、移動開始基準位置を指示する移動開始基準位
置指示ステップと、前記ドライバーの移動方向を指示す
るドライバー移動方向指示ステップと、前記指示された
ドライバー又は前記指示されたストッパーを構成するエ
レメントの中から干渉計算対象エレメントを指示するエ
レメント指示ステップと、前記ドライバーと前記基準エ
レメントと前記移動開始基準位置と前記移動方向と前記
ストッパーと前記干渉対象エレメントに基づき、干渉並
進作動を計算手段により計算する干渉並進作動計算ステ
ップと、前記計算手段によって計算された結果に基づい
て、前記ドライバーを作動させて前記表示手段に表示す
る表示ステップを有することを特徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明の作動シミュレーション方式では、ＣＡ
Ｄ等の情報処理装置において、作動方法を選択し、定義
された作動方法を判定し、干渉並進の作動を選択された
時に干渉並進作動方法を定義し、干渉並進の作動を選択
され、干渉並進の作動方法を定義した時に干渉並進作動
量を計算し、干渉回転の作動を定義された時に干渉回転
作動方法を定義し、干渉回転の作動を選択され、干渉回
転の作動方法を定義した時に干渉回転作動量を計算し、
計算された作動量だけ作動対象形状の配置を変更し再表
示する。

【００１３】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。

【００１４】図２は本発明の一実施例の作動シミュレー
ション方式が適用される情報処理システムの構成を示す
ブロック図である。この情報処理システムは、作動シミ
ュレーションの処理を実行する中央処理装置１７と、エ
レメント、または１つ以上のエレメントから構成される
エレメントの集合（以下セット）、または１つ以上のエ
レメントから構成され部品に対応するエレメントの集合
（以下パート）を作動対象形状（ドライバー）として表
示、入力情報（移動方向、角度、移動距離）情報の表
示、処理結果の表示、処理途中の経緯の表示、あるいは
図７に示すごとき作動方法の選択のメニューの表示等を
行う表示装置１８と、キーボード及びマウス等を備え、
作動のために必要な指定情報、情報の入力、メニューの
選択指示あるいはその他の指示等を入力する入力装置１
９と、後述する作動手順等のプログラム及びＣＡＤ図形
要素に対応するデータ（二次元線分の場合は始点・終点
の座標、二次元円弧の場合は、始点・終点・中心の座標
と回り方向、二次元円の場合は、中心の座標と半径等の
図形要素を決定するのに十分な幾何情報及びエレメント
の集合とそれらの配置情報）、指定した情報及び作動量
等の計算結果、作動のために必要な操作や指定情報を組
み合わせたデータ（作動マクロ）情報、状態情報のフラ
ッグ等を記憶する記憶装置２０と、外部記憶装置から作
動手順等のプログラムを読み込み、前述の記憶装置２０
に記憶するための情報取り込み装置２１とから、その主
要部が構成されている。

【００１５】本実施例においては、磁気テープやフロッ
ピーディスク等の外部記憶媒体から情報取り込み装置２
１を通してプログラムを半導体ＲＡＭ、あるいは磁気デ
ィスク等の記憶装置２０に読み込み、作動対象形状等の
ＣＡＤ図形要素を表示装置１８に表示して、表示されて
いるＣＡＤ図形要素に対応するデータ（二次元線分の場
合は始点・終点の座標、二次元円弧の場合は、始点・終
点・中心の座標と回り方向、二次元円の場合は、中心の
座標と半径等の図形要素を決定するのに十分な幾何情報
及びエレメントの集合とそれらの配置情報）は記憶装置
２０に格納し、作動のために必要な指定情報を入力装置
１９から指定し、作動結果を表示装置１８に再表示する
とともに記憶装置２０の作動対象形状の配置情報を変更
し、記憶装置２０に指定した情報及び作動量等の計算結
果を保存する。上述した作動のために必要な操作や指定
情報を組み合わせたデータ（作動マクロ）を記憶装置２
０に保存することができる。この作動マクロを中央処理
装置１７が参照して、図１のフローに基づいて指定され
た順に作動対象形状の作動を連続して行うことで、機構
等の動きをシミュレーションすることができる。作動マ
クロを利用することによって、バッチ形式で処理を行う
こともでき、この場合、表示装置１１は特に必要なく、
記憶装置２０上の配置データを更新していくことにな
る。

【００１６】図１には作動シミュレーション方式の概略
構成が示され、前述の構成に基づきその作動を説明す
る。即ち図１において、符号２で示すものは作動方法選
択ステップで、作動対象ＣＡＤ図形等の図形が表示装置
１８に表示されている状態（初期配置のステップ１）に
おいて、例えばメニューに選択項目の作動方法をいくつ
か表示して入力装置１９のマウスあるいは、キーボード
から選択・指示の情報を与え、作動方法を選択する。作
動方法の選択は、並進、回転、ＣＡＤ図形要素（以下エ
レメント）に沿った並進、干渉並進、干渉回転、エレメ
ントに沿った干渉並進のうちから１つ、図７（ａ）に示
す表示画面のメニュー（ＲＯＴ，ＭＯＶ，ＰＡＲ，ＩＲ
ＯＴ，ＩＭＯＶ，ＩＰＡＲ）を入力装置１９のマウスま
たはキーボードを用いて指定する。ここで、 ・並進は、ＣＡＤ図形を平行移動し、 ・回転は、ＣＡＤ図形を回転し、 ・エレメントに沿った移動は、ＣＡＤ図形をエレメント
に沿って平行移動し、 ・干渉並進は、ＣＡＤ図形を別のＣＡＤ図形にぶつかる
まで平行移動し、 ・干渉回転は、ＣＡＤ図形を別のＣＡＤ図形にぶつかる
まで回転し、 ・エレメントに沿った干渉並進は、ＣＡＤ図形を別のＣ
ＡＤ図形にぶつかるまでエレメントに沿って平行移動す
ることをそれぞれ意味する。

【００１７】作動方法判定ステップ３では、中央処理装
置１７において、作動方法選択ステップ２で指定された
作動方法に応じて次に実行する処理を振り分ける。即ち
並進の作動（ＭＯＶ）が指定された場合は、並進の作動
の定義を行う処理を次に実行し、回転作動（ＲＯＴ）が
指定された場合は、回転の作動の定義を行う処理を次に
実行し、エレメントに沿った並進の作動（ＰＡＲ）が指
定された場合は、エレメントに沿った並進の定義を行う
処理を次に実行し、干渉並進の作動（ＩＭＯＶ）が指定
された場合は、干渉並進の作動の定義を行う処理を次に
実行し、干渉回転の作動（ＩＲＯＴ）が指定された場合
は、干渉回転の作動の定義を行う処理を次に実行し、エ
レメントに沿った干渉並進の作動（ＩＰＡＲ）が指定さ
れた場合は、エレメントに沿った干渉並進の作動の定義
を行う処理を次に実行する。

【００１８】並進の作動の定義のステップ４では、エレ
メント、または１つ以上のエレメントから構成されるエ
レメントの集合（以下セット）、または１つ以上のエレ
メントから構成され部品に対応するエレメントの集合
（以下パート）を作動対象形状（ドライバー）として、
入力装置１９を用いて指定し、移動ベクトルを移動方向
角度、移動距離等で指定して、その指定情報が、記憶装
置２０の所定の領域に記憶される。ドライバーを指定し
た時点で、表示装置１８においてドライバーを構成する
エレメントの表示輝度等を変更することによって、正し
くドライバーの指定が行えたかどうか確認することがで
きる。

【００１９】並進の作動ステップ５では、上記ステップ
で定義（指定）されたドライバーと移動ベクトル等の定
義情報を参照して、中央処理装置１７においてドライバ
ーを並進するための計算を行う。

【００２０】回転の作動の定義ステップ６では、図７
（ｂ）、図８（ａ）〜（ｂ）及び図９（ａ）〜（ｂ）に
示すような表示画面において、入力装置１９を用いてエ
レメントまたはセットまたはパートをドライバーとして
指定し、回転中心、回転角を指定して、その指定情報
が、記憶装置２０の所定の領域に記憶される。ドライバ
ーを指定した時点で、表示装置１８においてドライバー
を構成するエレメントの表示輝度等を変更することによ
って、正しくドライバーの指定が行えたかどうか確認す
ることができる。

【００２１】回転の作動計算ステップ７は、上記ステッ
プで定義された情報に基づきドライバーと、回転中心、
回転角等の定義情報を参照して、中央処理装置１７にお
いてドライバーを回転するための計算を行う。エレメン
トに沿った並進の作動の定義のステップ８では、エレメ
ントまたはセットまたはパートをドライバーとして指定
し、ドライバーが移動するエレメント（基準エレメン
ト）、基準エレメント上の移動開始基準位置、移動方
向、移動距離等を入力装置１９を用いて指定して、その
指定情報が、記憶装置２０の所定の領域に記憶される。
ドライバーを指定した時点で、表示装置１８においてド
ライバーを構成するエレメントの表示輝度等を変更する
ことによって、正しくドライバーの指定が行えたかどう
か確認することができる。エレメントに沿った並進の作
動のステップ９では、上記ステップで定義された情報に
基づき、ドライバーと基準エレメントと移動開始基準位
置と移動方向、移動距離等定義情報を参照して、中央処
理装置１７においてドライバーを移動開始基準位置から
基準エレメント上を移動距離分だけ並進させる計算を行
う。

【００２２】干渉並進の作動の定義のステップ１０で
は、ドライバーとしてエレメントまたはセットまたはパ
ートと、干渉対象形状（ストッパー）としてエレメント
またはセットまたはパートと、移動方向を入力装置１９
を用いて指定し、必要に応じて干渉計算対象エレメント
を指定して、その指定情報が、記憶装置２０の所定の領
域に記憶される。干渉計算対象エレメントを指定しない
場合は、標準値として、ドライバーやストッパーを指定
したときにマウス等の入力装置１９で選択したエレメン
トを含みその前後で接続する各ｎ１エレメントを干渉対
象エレメントとする。干渉対象エレメントとしては、指
定したパートに属するすべてのエレメント、指定したｎ
２エレメント等の形で指定することができる。干渉計算
対象エレメントを指定する場合は、ドライバーまたはス
トッパーの一方または両方について指定することができ
る。ドライバーを指定した時点で、表示装置１８におい
てドライバーを構成するエレメントの表示輝度等を変更
することによって、正しくドライバーの指定が行えたか
どうか確認することができる。ストッパーも同様に、指
定した時点でストッパーを構成するエレメントの表示輝
度等を変更する。

【００２３】干渉並進ステップ１１は、上記ステップで
指定され、記憶装置２０に記憶された情報の指定された
ドライバーとストッパーと、移動方向と、必要に応じて
干渉計算対象エレメントを参照することによって、中央
処理装置１７において、ドライバーがストッパーに干渉
するまでの移動量を求める干渉計算を行う。

【００２４】図１６は図１の作動方法選択ステップ２か
ら移動する干渉並進作動定義ステップ１０と干渉並進作
動計算ステップ１１と作動結果の表示登録ステップ１６
を詳細に説明するフローである。

【００２５】干渉並進作動指示ステップ１は、入力装置
１９のマウスあるいはキーボードを用いて干渉並進の作
動を指示する。ドライバー指示ステップ２は、ドライバ
ーとしてエレメントまたはセットまたはパートをマウス
等の入力装置１９を用いて指定する。ドライバーの移動
方向指示ステップ３は、ドライバーの移動方向をベクト
ルやＸ軸等の基準軸に対する角度をキーボード等の入力
装置１９を用いて指定する。ストッパー指示ステップ４
は、ストッパーとしてエレメントまたはセットまたはパ
ートを入力装置のマウス・キーボード等を用いて指定す
る。上述の指定された情報は記憶装置２０の所定の領域
に記憶される。干渉並進計算ステップ５は、記憶装置に
記憶された指定されたドライバーとストッパーと、移動
方向と必要に応じて干渉計算対象エレメントを参照する
ことによって、中央処理装置１７において、ドライバー
がストッパーに干渉するまでの移動量を求める干渉計算
を行う。干渉並進計算ステップによって計算された結果
に基づいてドライバーを作動させて表示する手段６は、
干渉並進計算ステップによって計算された結果に基づい
てドライバーを移動する。ドライバーは、表示装置１８
に再表示されるとともに、その配置変更の情報はメモリ
または磁気ディスク等の記憶装置２０に存在する配置情
報に反映され、記憶される。

【００２６】なお、ドライバー指示ステップ２及びドラ
イバーの移動方向指示ステップ３及びスットパー指示ス
テップ４については、順番を入れ替えて処理することが
できる。また干渉回転作動の定義ステップ１２では、ド
ライバーとしてエレメントまたはセットまたはパート
と、ストッパーとしてエレメントまたはセットまたはパ
ートと、回転中心、回転方向を入力装置１９を用いて指
定し、必要に応じて干渉計算対象エレメントを指定す
る。干渉計算対象エレメントを指定しない場合は、標準
値として、ドライバーやストッパーを指定した時にマウ
ス等の入力装置１９で選択したエレメントを含みその前
後で接続する各ｎ１エレメントを干渉対象エレメントと
する。干渉対象エレメントとしては、指定したパートに
属するすべてのエレメント、指定したｎ２エレメント等
の形で指定することができる。干渉計算対象エレメント
を指定する場合は、ドライバーまたはストッパーの一方
または両方について指定することができる。また、ドラ
イバーを指定した時点で、表示装置１８においてドライ
バーを構成するエレメントの表示輝度等を変更すること
によって、正しくドライバーの指定が行えたかどうか確
認することができる。ストッパーも同様に、指定した時
点でストッパーを構成するエレメントの表示輝度等を変
更する。

【００２７】干渉回転ステップ１３は、指定されたドラ
イバーとストッパーと、移動方向と、必要に応じて干渉
計算対象エレメントを参照することによって、中央処理
装置１７において、ドライバーがストッパーに干渉する
までの回転量を求める干渉計算を行う。

【００２８】次に、図１７は図１の作動方法選択ステッ
プ２から移行する干渉回転作動定義ステップ１２と干渉
回転作動計算ステップ１３と作動結果の表示登録ステッ
プ１６を詳細に説明するフロー図に従って処理を詳細に
説明する。

【００２９】干渉回転作動指示ステップ１は、マウス等
の入力装置１９を用いて干渉回転の作動を指示する。ド
ライバー指示ステップ２は、ドライバーとしてエレメン
トまたはセットまたはパートを入力装置のキーボードあ
るいはマウス等を用いて指定する。指定した情報は、記
憶装置２０の所定領域に記憶される。ドライバーの回転
中心指示ステップ３は、入力装置のキーボード等を用い
て、ドライバーの回転中心の座標を指定する。回転方向
指示ステップ４は、ドライバーの回転方向をマウス等の
入力装置１９を用いて指定する。回転方向自動設定ステ
ップ５は、キーボード等の入力装置１９を用いて、回転
方向自動設定するフラグを設定する。ストッパー指示ス
テップ６は、ストッパーとしてエレメントまたはセット
またはパートをマウス等の入力装置１９を用いて指定す
る。指定された情報は、記憶装置２０内の所定の領域に
記憶される。かかる定義が終了すると、計算処理が行わ
れる。干渉回転計算ステップ７は、指定されたドライバ
ーとストッパーと、回転中心と、回転方向または回転方
向自動設定するフラグと、必要に応じて干渉計算対象エ
レメントを参照することによって、中央処理装置１７に
おいて、ドライバーかストッパーに干渉するまでの回転
角を求める干渉計算を行う。干渉回転計算ステップによ
って計算された結果に基づいてドライバーを作動させて
表示するステップ８は、干渉回転計算ステップによって
計算された結果に基づいてドライバーを回転する。ドラ
イバーは、表示装置１８に再表示されるとともに、その
配置変更の情報はメモリまたは磁気ディスク等の記憶装
置２０に存在する配置情報に反映され、記憶される。

【００３０】なお、ドライバー指示ステップ２とドライ
バーの回転中心指示ステップ３と回転方向指示ステップ
４または回転方向自動設定ステップ５とストッパー指示
ステップ６については、順番を入れ替えて処理すること
ができる。

【００３１】エレメントに沿った干渉並進の作動の定義
のステップ１４では、ドライバーとしてエレメントまた
はセットまたはパートと、ストッパーとしてエレメント
またはセットまたはパートと、基準エレメント、基準エ
レメント上の移動開始基準位置、移動方向等を入力装置
１９を用いて指定する。指定された情報は、記憶装置２
０の所定の領域に記憶される。なお干渉計算対象エレメ
ントを指定しない場合は、標準値として、ドライバーや
ストッパーを指定したときにマウス等の入力装置１９で
選択したエレメントを含みその前後で接続する各ｎ１エ
レメントを干渉対象エレメントとして記憶装置２０に記
憶される。干渉対象エレメントとしては、指定したパー
トに属するすべてのエレメント、指定したｎ２エレメン
ト等の形で指定することができる干渉計算対象エレメン
トを指定する場合は、ドライバーまたはストッパーの一
方または両方について指定することができる。また、ド
ライバーを指定した時点で、表示装置１８においてドラ
イバーを構成するエレメントの表示輝度等を変更するこ
とによって、正しくドライバーの指定が行えたかどうか
確認することができる。ストッパーも同様に、指定した
時点でストッパーを構成するエレメントの表示輝度等を
変更する。

【００３２】エレメントに沿った干渉並進計算スッテプ
１５は、記憶装置に定義された指定されたドライバーと
基準エレメントと移動開始基準位置と移動方向、ストッ
パーと、干渉計算対象エレメント等の定義情報を参照す
ることによって、中央処理装置１７において、ドライバ
ーがストッパーに干渉するまでの移動量を求める干渉計
算を行う。

【００３３】次に図１８は図１の作動方法選択ステップ
２とエレメントに沿った干渉並進作動定義ステップ１４
トエレメントに沿った干渉並進作動計算ステップ１５と
作動結果の表示登録ステップ１６を詳細に説明するフロ
ー図で、それに従って説明する。

【００３４】エレメントに沿った干渉並進作動指示ステ
ップ１は、マウス等の入力装置１９を用いて干渉並進の
作動を指示する。ドライバー指示ステップ２は、ドライ
バーとしてエレメントまたはセットまたはパートをマウ
ス等の入力装置１９を用いて指定する。基準エレメント
指示ステップ３は、エレメントをマウス等の入力装置１
９を用いて指定する。基準エレメント上の移動開始基準
位置指示ステップ４は、移動開始基準位置をマウス等の
入力装置１９を用いて指定する。移動方向指示ステップ
５は、ドライバーの移動方向をマウス等の入力装置１９
を用いて指定する。ストッパー指示ステップ６は、スト
ッパーとしてエレメントまたはセットまたはパートをマ
ウス等の入力装置１９を用いて指定する。指定された情
報は、記憶装置２０の所定の領域に記憶される。次に定
義された情報が次のステップで計算される。エレメント
に沿った干渉並進計算ステップ７は、指定されたドライ
バーとストッパーと、基準エレメントと基準エレメント
上の移動開始位置、移動方向と、必要に応じて干渉計算
対象エレメントを参照することによって、中央処理装置
１７において、基準エレメントに沿ってドライバーがス
トッパーに干渉するまでの移動量を求める干渉計算を行
う。エレメント干渉並進計算ステップによって計算され
た結果に基づいてドライバーを作動させて表示するステ
ップ８は、エレメント干渉並進計算ステップによって計
算された結果に基づいてドライバーを移動する。ドライ
バーは、表示装置１８に再表示されるとともに、その配
置変更の情報はメモリまたは磁気ディスク等の記憶装置
２０に存在する配置情報に反映され、記憶される。ドラ
イバー指示ステップ２及び基準エレメント指示ステップ
３及び基準エレメント上の移動開始基準位置指示ステッ
プ４及びドライバーの移動方向指示ステップ５及びスト
ッパー指示ステップ６については、順番を入れ替えて処
理することができる。

【００３５】表示・登録のステップ１６は、上述したス
テップによって計算された作動量分、ドライバーを移動
する。ドライバーは、表示装置１８に再表示されるとと
もに、その配置変更の情報はメモリまたは磁気ディスク
等の記憶装置２０に存在する配置情報に反映され、記憶
される。また、作動の直前の状態は記憶装置２０に保存
し、入力装置１９より復帰の指示を与えることによって
ドライバーを作動前の配置に戻すことができる。この機
能を利用することにより、間違った定義をしてドライバ
ーを作動してしまった場合も、簡単な操作で復帰するこ
とができる。

【００３６】次に、このように構成された本実施例の作
動シミュレーション方式における干渉計算について図３
（ａ）〜（ｂ）、図４の（ａ）〜（ｃ）及び図５の
（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）〜（ｂ）及び図７の（ａ）
〜（ｂ）、図８の（ａ）〜（ｂ）及び図９の（ａ）〜
（ｂ）、図１０の（ａ）〜（ｂ）、図１１の（ａ）〜
（ｂ）、図１２の（ａ）〜（ｂ）を参照しながら更に説
明する。

【００３７】図１の干渉並進ステップ７または干渉回転
ステップ９において行う干渉計算の速度重視のため、前
述したように対象エレメントを指定できるようにしてい
る。干渉計算はドライバー側の干渉対象エレメントとス
トッパー側の干渉対象エレメントの間で行う。

【００３８】まず干渉並進ステップ７における干渉計算
手法を説明する。ドライバー１エレメントとストッパー
１エレメントが干渉する際の干渉距離は、次の（ａ）〜
（ｅ）の距離のうち最小距離となる。 （ａ） ドライバー側のエレメントの始点が移動して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の距離ｄａ。例えば、図３の（ａ）に示すように
ドライバー１の移動方向２が軸３に対して角度ｔの方向
の場合、ドライバー１の始点４を通る角度ｔの直線５と
ストッパー６との交点７を求め、ドライバー１の始点４
と直線５とストッパー６との交点７の距離をｄａとす
る。交点が複数ある場合は、始点４に最も近い点を交点
７とする。 （ｂ） ドライバー側のエレメントの終点が移動して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の距離ｄｂ。例えば、図３の（ｂ）に示すように
ドライバー１の同方向２が軸３に対して角度ｔの方向の
場合、ドライバー１の終点４を通る角度ｔの直線５とス
トッパー６との交点７を求め、ドライバー１の終点４と
直線５とストッパー６との交点７の距離をｄｂとする。
交点が複数ある場合は、終点４に最も近い点を交点７と
する。 （ｃ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメント上（始
点、終点以外）に干渉する時の距離ｄｃ。例えば、図４
の（ａ）に示すように、ドライバー側ストッパー側の両
方のエレメントが円弧または円の場合、ストッパー１の
円弧の中心２より半径が、ストッパー１の円弧の半径ｒ
１とドライバー３の円弧の半径ｒ２の和ｒ１＋ｒ２の円
４と、ドライバー３の円弧の中心５の描く軸跡の直線６
との交点７を求め、ドライバー３の円弧の中心５と交点
７の距離をｄｃとする。交点が複数ある場合は、中心５
に最も近い点を交点７とする。 （ｄ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメント上の始点
に干渉する時の距離ｄｄ。例えば、図４の（ｂ）に示す
ように、ドライバー１の移動方向２軸３に対して角度ｔ
の方向の場合、ストッパーの始点４を通る角度ｔの直線
５とドライバー１との交点６を求め、ストッパーの始点
４と交点６の距離をｄｄとする。交点が複数ある場合
は、始点４に最も近い点を交点６とする。 （ｅ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメント上の終点
に干渉する時の距離ｄｅ。例えば、図４の（ｃ）に示す
ように、ドライバー１の移動距離方向２が軸３に対して
角度ｔの方向の場合、ストッパーの終点４を通る角度ｔ
の直線５とドライバー１との交点６を求め、ストッパー
の終点４と交点６の距離をｄｅとする。交点が複数ある
場合は、終点４に最も近い点を交点６とする。

【００３９】ドライバー側、ストッパー側双方の干渉対
象エレメントのすべての組み合わせについて（ａ）〜
（ｃ）のすべての場合の干渉距離を計算する。但し、
（ａ）〜（ｃ）の中には、干渉距離を求められないもの
もある。求められたすべての干渉距離のうち最小の距離
を干渉並進作動の移動量とする。

【００４０】次に干渉回転ステップ９における干渉計算
手法を説明する。ドライバー１エレメントとストッパー
１エレメントが干渉する際の干渉角度は、次の（ａ）〜
（ｅ）の角度のうちの最小角度となる。 （ａ） ドライバー側のエレメントの始点が回転して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の角度ｄａ。例えば、図５の（ａ）に示すように
ドライバー１の始点２がドライバー１の回転中心３周り
に描く軌跡の円４とストッパー５との交点６を求め、ド
ライバー１の始点２から指定された回転方向周りに交点
６までの角度をｄａとする。交点が複数ある場合は、始
点２から回転方向周りの中心角が最も小さい点を交点６
とする。 （ｂ） ドライバー側のエレメントの終点が回転して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の角度ｄｂ。例えば、図５の（ｂ）に示すように
ドライバー１の終点２がドライバー１の回転中心３周り
に描く軌跡の円４とストッパー５との交点６を求め、ド
ライバー１の終点２から指定された回転方向周りに交点
６までの角度をｄｂとする。交点が複数ある場合は、終
点２から回転方向周りの中心角が最も小さい点を交点６
とする。 （ｃ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が回転して、ストッパー側のエレメント上（始
点、終点以外）に干渉する時の角度ｄｃ。例えば、図５
の（ｃ）に示すように、ドライバー側ストッパー側の両
方のエレメントが円弧または円の場合、ストッパー１の
円弧の中心２より半径が、ストッパー１の円弧の半径ｒ
１とドライバー３の円弧の半径ｒ２の和ｒ１＋ｒ２の円
４と、ドライバー３の回転中心を中心として円弧の中心
５の描く軌跡の円６との交点７を求め、ドライバー３の
円弧の中心５から指定された回転方向周りに交点７まで
の角度をｄｃとする。交点が複数ある場合は、中心５か
ら回転方向周りの中心角が最も小さい点を交点７とす
る。 （ｄ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外９が回転して、ストッパー側のエレメント上の始点
に干渉する時の角度ｄｄ。例えば、図６の８ａ）に示す
ように、ドライバー１の回転中心２を中心としてストッ
パー３の始点４を通る円５とドライバー１との交点６を
求め、交点６から指定された回転方向周りにストッパー
３の始点４までの角度をｄｄとする。交点が複数ある場
合は、始点４から回転方向と逆周りの中心角が最も小さ
い点を交点６とする。 （ｅ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が回転して、ストッパー側のエレメント上の終点
に干渉する時の角度ｄｅ。例えば、図６の（ｂ）に示す
ように、ドライバー１の回転中心２を中心としてストッ
パー３の終点４を通る円５とドライバー１との交点６を
求め、交点６から指定された回転方向周りにストッパー
の終点４までの角度をｄｅとする。交点が複数ある場合
は、終点から回転方向と逆周りの中心角が最も小さい点
を交点６とする。

【００４１】ドライバー側、ストッパー側双方の干渉対
象エレメントのすべての組み合わせについて（ａ）〜
（ｅ）のすべての場合の干渉角度を計算する。但し、
（ａ）〜（ｅ）の中には、干渉角度を求められないもの
もある。求められたすべての干渉角度のうち最小の角度
を干渉回転作動の回転角とする。

【００４２】次にエレメントに沿った干渉並進ステップ
１５における干渉計算手法を説明する。基準エレメント
が線分の場合、ドライバーがストッパーに干渉するまで
の距離を上述した干渉並進の計算手法によって求め、距
離が線分の長さより長い場合は干渉しない、距離が線分
の長さより短い場合は干渉していると判定する。基準エ
レメントが円弧の場合、次の（ａ）〜（ｅ）の距離のう
ち最小距離のものと円弧の長さを比較して、距離が円弧
の長さより長い場合は干渉しない、距離が円弧の長さよ
り短い場合は干渉していると判定する。各基準エレメン
トについて、ドライバーがストッパーに干渉するまで計
算を繰り返す。 （ａ） ドライバー側のエレメントの始点が移動して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の距離ｄａ。例えば、図１９の（ａ）に示すよう
にドライバー１が基準エレメント２に沿って移動した時
のドライバー１の始点３の移動軌跡円弧４とストッパー
５との交点６を求め、移動軌跡円弧４におけるドライバ
ー１の始点３から交点６までの距離をｄａとする。 （ｂ） ドライバー側のエレメントの終点が移動して、
ストッパー側のエレメント上（始点、終点以外）に干渉
する時の距離ｄｂ。例えば、図１９の（ｂ）に示すよう
にドライバー１が基準エレメント２に沿って移動した時
のドライバー１の終点３の移動軌跡円弧４とストッパー
５との交点６を求め、移動軌跡円弧４におけるドライバ
ー１の始点３から交点６までの距離をｄｂとする。 （ｃ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメントの始点に
干渉する時の移動距離ｄｃ。例えば、図１９の（ｃ）に
示すように、ドライバー側が線分の場合、ドライバー１
が基準エレメント２に沿って移動した時のエレメント３
の始点４の移動軌跡円弧５とストッパー６の始点７を通
り、ドライバー１のエレメント３に平行な直線８との交
点９を求め、移動軌跡円弧５におけるドライバー１の始
点４から交点９までの距離をｄｃとする。 （ｄ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメントの終点に
干渉する時の距離ｄｄ。例えば、図２０の（ａ）に示す
ように、ドライバー側が線分の場合、ドライバー１が基
準エレメント２に沿って移動した時のエレメント３の始
点４の移動軌跡円弧５とストッパー６の終点７を通り、
ドライバー１のエレメント３に平行な直線８との交点９
を求め、移動軌跡円弧５におけるドライバー１の始点４
から交点９までの距離をｄｄとする。 （ｅ） ドライバー側のエレメント上の点（始点、終点
以外）が移動して、ストッパー側のエレメント上の点
（始点、終点以外）に干渉する時の移動距離ｄｅ。例え
ば、図２０の（ｂ）に示すように、ドライバー側が線分
でストッパー側が円弧の場合、ドライバー１のエレメン
トと平行でストッパー３に接続する直線４と基準エレメ
ント５の交点６と、エレメント２と基準エレメント５の
交点７を求め、基準エレメント５における交点７空交点
６間での距離をｄｅとする。

【００４３】ドライバー側、ストッパー側双方の干渉対
象エレメントのすべての組み合わせについて（ａ）〜
（ｃ）のすべての場合の干渉距離を計算する。但し、
（ａ）〜（ｃ）の中には、干渉距離を求められないもの
もある。求められたすべての干渉距離のうち最小の距離
を干渉並進の移動量とする。

【００４４】また、作動シミュレーション方式における
干渉計算において、計算前の時点でドライバーとストッ
パーが干渉している場合は、ドライバーの配置をストッ
パーに干渉しない位置まで作動してから干渉計算を行う
ようにする。以下に詳細を説明する。

【００４５】図１４は干渉並進ステップ１１を詳細に説
明し、干渉並進作動における逃がしの処理が示されてい
る。

【００４６】干渉並進作動定義ステップ１は干渉並進作
動を指示し、干渉並進作動が指示された場合、干渉判定
ステップ２でドライバーとストッパーが干渉しているか
どうか判定し、位置情報によって判断して、ドライバー
とストッパーが干渉している場合、干渉しない位置に再
配置するためステップ３でドライバーをストッパーに干
渉しない位置に再配置し、干渉並進作動量計算ステップ
４は、ドライバーがストッパーに接触するまで並進する
時の移動量を計算する。ステップ５は干渉並進作動量計
算ステップ４で計算された移動量に基づいてドライバー
を作動し再表示し、結果を記憶する。

【００４７】干渉並進ステップ１１において、計算前の
時点でドライバーとストッパーが干渉している場合は、
並進方向と反対方向に、補正移動量（ｄｄｉｓ）分だけ
移動し、ドライバーをストッパーに干渉しない位置ま
で、総補正移動量（ｄｄｍａｘ）の範囲で繰り返し移動
した後に、上述した干渉回転の計算を行う。返し移動
（逃が）した後に、上述した干渉並進の計算を行う。

【００４８】総補正移動量範囲内で適切な配置を行えな
い場合、補正移動量の間隔を修正し、再度修正移動を繰
り返す。

【００４９】補正移動量の修正回数が指定された回数
（ｍｍｏｖ）を越えた場合または補正移動量の間隔が最
小補正量（ｄｄｍｉｎ）以下になった場合、修正不可能
として作動を行わない。

【００５０】ｄｄｉｓ，ｄｄｍａｘ，ｄｄｍｉｎ，ｍｍ
ｏｖは、入力装置１９を用いて記憶装置２０にあらかじ
め設定することができ、作動を行う度に設定す必要はな
い。またｄｄｉｓ，ｄｄｍａｘ，ｄｄｍｉｎ，ｍｍｏｖ
を特に設定しない場合は、システムが定める標準値が設
定される。

【００５１】図１５は干渉回転ステップ１３を詳細に説
明し、干渉回転作動における逃がしの処理が示されてい
る。以下それについて説明する。

【００５２】干渉回転作動定義ステップ１は干渉回転作
動を指示し、干渉回転作動が指示された場合干渉判定ス
テップ２でドライバーとストッパーが干渉しているかど
うか判定し、ドライバーとストッパーが干渉している場
合干渉しない位置に再配置する手段３でドライバーをス
トッパーに干渉しない位置に再配置し、干渉回転作動量
計算ステップ４は、ドライバーがストッパーに接触する
まで回転する時の回転角を計算し、その結果を記憶させ
る。次に作動結果の表示・登録ステップ５は干渉回転作
動計算ステップ４で計算された回転角に基づいてドライ
バーを回転し再表示する。

【００５３】干渉回転ステップ１３において、計算前の
時点でドライバーとストッパーが干渉している場合は、
回転方向と反対方向に、補正回転各（ｄｔｈｅ）分だけ
回転し、ドライバーをストッパーに干渉しない位置ま
で、総補正回転各（ｄｔｍａｘ）の範囲で繰り返し回転
した後に、上述した干渉回転の計算を行う。

【００５４】総補正回転角で適切な配置を行えない場
合、補正回転角の間隔を修正し、再度修正回転を繰り返
す。

【００５５】補正移動量の修正回数が回数（ｍｒｏｔ）
を越えた場合または補正回転角の間隔が最小補正角（ｄ
ｔｍｉｎ）以下になった場合、修正不可能として作動を
行わない。

【００５６】ｄｔｈｅ，ｄｔｍａｘ，ｄｔｍｉｎ，ｍｒ
ｏｔは入力装置１９を用いて記憶装置２０にあらかじめ
設定することができ、作動を行う度に設定する必要はな
い。また、ｄｔｈｅ，ｄｔｍａｘ，ｄｔｍｉｎ，ｍｒｏ
ｔを特に設定しない場合は、システムが定める標準値が
設定される。

【００５７】以上の様な処理を行うことによって、カ
ム、リンク等を組み合わせた機構の作動シミュレーショ
ンを行うことができる。

【００５８】これまでは、二次元ＣＡＤ図形における作
動シミュレーションについて説明してきた、三次元ＣＡ
Ｄ図形についても本実施例の構成で作動シミュレーショ
ンを行うことができる。

【００５９】三次元ＣＡＤ図形を対象とした作動シミュ
レーションは二次元ＣＡＤ図形を対象とした作動シミュ
レーションと異なる点は、座標・ベクトルが三次元とな
るほか、回転中心の指定が回転軸の指定となり、指定で
きるエレメントの種別にはサーフェス及びソリッドを含
む。

【００６０】次に機構配置状態処理装置について説明す
る。機構配置状態処理装置は、任意の時点でのパートの
配置状態に識別子をつけることによって、その時点での
機構の配置状態（以下ステータス）を定義し、登録、復
帰することができる。

【００６１】ステータスの情報は、パート識別子とパー
トの配置情報から構成し、形状データ図７（ａ）におい
て、メニューＳＴＡＴを指定するとステータスをハンド
リングするメニューに切り替わり、設定されているステ
ータスのリストが表示装置１８に表示される。この時メ
ニューＳＴＯＲＥを指定しステータスの識別子を入力す
ることによってステータスが定義される。メニューＬＯ
ＡＤを指定し、ステータスの識別子を指定することによ
って定義されているステータスに復帰することができ
る。

【００６２】図１３には機構配置状態処理方法の概略が
示されている。

【００６３】即ち、図１３において符号１で示すものは
ステータス処理方法選択ステップで、登録処理、復帰処
理のいずれかをマウスまたはキーボードなどの入力装置
１９を用いて指定する。

【００６４】ステータス処理方法判定ステップ２では、
中央処理装置１７において、ステップ１で指定された処
理方法に応じて次に実行する処理を振り分ける。登録処
理が指定された場合は、ステータスの登録処理を実行す
る。復帰処理が指定された場合は、ステータスの復帰処
理を実行する。

【００６５】ステータス識別子入力ステップ３では、登
録するステータスの識別子をマウスまたはキーボード等
の入力装置１９を用いて指定する。

【００６６】ステータス登録ステップ４では、現在のス
テータス情報を記憶装置２０に登録する。ステータスの
情報は、パート識別子とパートの配置情報とから構成さ
れる。従って、パートを構成する各エレメントの情報は
記憶装置２０には登録されない。これにより、保存する
情報量を少量化する効果がある。

【００６７】復帰ステータス選択ステップ５では、ステ
ップ３で入力した識別子が表示装置１８に表示されてい
る状態において、復帰するステータスの識別子をマウス
または入力装置のキーボード・マウス等を用いて指定す
る。

【００６８】復帰ステータス読み込みステップ６では、
復帰するステータスの情報を記憶装置２０から読み込
む。この際、ステップ４により読み込む情報の少量化が
図られているため、読み込み処理に要する時間を高速化
する効果がある。

【００６９】ステータス表示ステップ７では、ステップ
６で読み込んだ情報を表示装置１８に表示する。この処
理においても、ステップ６と同様に、ステップ４により
読み込む情報の少量化が図られているため、表示処理に
要する時間を高速化する効果がある。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のシミュレー
ション装置は、表示手段に表示されている図形の中から
ドライバーを指示するドライバー指示手段と、前記表示
手段に表示されている図形の中からストッパーを指示す
るストッパー指示手段と、前記表示手段に表示されてい
る図形の中から基準エレメントを指示する基準エレメン
ト指示手段と、移動開始基準位置を指示する移動開始基
準位置指示手段と、前記ドライバーの移動方向を指示す
るドライバー移動方向指示手段と、前記指示されたドラ
イバー又は前記指示されたストッパーを構成するエレメ
ントの中から干渉計算対象エレメントを指示するエレメ
ント指示手段と、前記ドライバーと前記基準エレメント
と前記移動開始基準位置と前記移動方向と前記ストッパ
ーと前記干渉対象エレメントに基づき、干渉並進作動を
計算する干渉並進作動計算手段と、前記干渉並進作動計
算手段によって計算された結果に基づいて、前記ドライ
バーを作動させて前記表示手段に表示する表示手段とを
有することにより、簡単に作動シミュレーションをＣＡ
Ｄ等の情報処理システムで行えるようにした効果があ
る。

【００７１】また、本発明の作動シミュレーション方法
は、表示手段に表示されている図形の中からドライバー
を指示するドライバー指示ステップと、前記表示手段に
表示されている図形の中からストッパーを指示するスト
ッパー指示ステップと、前記表示手段に表示されている
図形の中から基準エレメントを指示する基準エレメント
ステップと、移動開始基準位置を指示する移動開始基準
位置指示ステップと、前記ドライバーの移動方向を指示
するドライバー移動方向指示ステップと、前記指示され
たドライバー又は前記指示されたストッパーを構成する
エレメントの中から干渉計算対象エレメントを指示する
エレメント指示ステップと、前記ドライバーと前記基準
エレメントと前記移動開始基準位置と前記移動方向と前
記ストッパーと前記干渉対象エレメントに基づき、干渉
並進作動を計算手段により計算する干渉並進作動計算ス
テップと、前記計算手段によって計算された結果に基づ
いて、前記ドライバーを作動させて前記表示手段に表示
する表示ステップとを有することにより、簡単に作動シ
ミュレーションをＣＡＤ等の情報処理システムで行える
ようにした効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】作動シュミレーション概略フロー図である。

【図２】情報システム構成ブロック図である。

【図３】干渉並進作動計算説明図である。

【図４】干渉並進作動計算説明図である。

【図５】干渉回転作動計算説明図である。

【図６】干渉回転作動計算説明図である。

【図７】回転作動結果表示例を示す図である。

【図８】回転作動結果表示例を示す図である。

【図９】回転作動結果表示例を示す図である。

【図１０】干渉回転作動結果表示例を示す図である。

【図１１】干渉回転作動結果表示例を示す図である。

【図１２】干渉回転作動結果表示例を示す図である。

【図１３】ステータスフロー図である。

【図１４】干渉並進作動における逃がしフロー図であ
る。

【図１５】干渉回転作動における逃がしフロー図であ
る。

【図１６】干渉並進フロー図である。

【図１７】干渉回転フロー図である。

【図１８】干渉エレメントに沿った並進フロー図であ
る。

【図１９】干渉エレメントに沿った並進作動計算説明図
である。

【図２０】干渉エレメントに沿った並進作動計算説明図
である。

【符号の説明】

１０ 干渉並進作動定義ステップ １１ 干渉並進作動計算ステップ １２ 干渉回転作動定義ステップ １３ 干渉回転作動計算ステップ １６ 作動の結果の表示登録ステップ １７ 中央処理装置 １８ 表示装置 １９ 入力装置 ２０ 記憶装置 ２１ 情報読み込み装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特許3200111（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示手段に表示されている図形の中から
   ドライバーを指示するドライバー指示手段と、 前記表示手段に表示されている図形の中からストッパー
   を指示するストッパー指示手段と、 前記表示手段に表示されている図形の中から前記ドライ
   バーが移動する軌跡の基準となる基準エレメントを指示
   する基準エレメント指示手段と、 移動開始基準位置を指示する移動開始基準位置指示手段
   と、 前記ドライバーの移動方向を指示するドライバー移動方
   向指示手段と、 前記指示されたドライバー又は前記指示されたストッパ
   ーを構成するエレメントの中から干渉計算対象エレメン
   トを指示するエレメント指示手段と、 前記ドライバーと前記基準エレメントと前記移動開始基
   準位置と前記移動方向と前記ストッパーと前記干渉対象
   エレメントに基づき、干渉並進作動を計算する干渉並進
   作動計算手段と、 前記干渉並進作動計算手段によって計算された結果に基
   づいて、前記ドライバーを作動させて前記表示手段に表
   示する表示手段とを有する作動シミュレーション装置。
2. 【請求項２】 表示手段に表示されている図形の中から
   ドライバーを指示するドライバー指示ステップと、 前記表示手段に表示されている図形の中からストッパー
   を指示するストッパー指示ステップと、 前記表示手段に表示されている図形の中から前記ドライ
   バーが移動する軌跡の基準となる基準エレメントを指示
   する基準エレメント指示ステップと、 移動開始基準位置を指示する移動開始基準位置指示ステ
   ップと、 前記ドライバーの移動方向を指示するドライバー移動方
   向指示ステップと、 前記指示されたドライバー又は前記指示されたストッパ
   ーを構成するエレメントの中から干渉計算対象エレメン
   トを指示するエレメント指示ステップと、 前記ドライバーと前記基準エレメントと前記移動開始基
   準位置と前記移動方向と前記ストッパーと前記干渉対象
   エレメントに基づき、干渉並進作動を計算手段により計
   算する干渉並進作動計算ステップと、 前記計算手段によって計算された結果に基づいて、前記
   ドライバーを作動させて前記表示手段に表示する表示ス
   テップとを有する作動シミュレーション方法。
3. 【請求項３】 前記干渉並進作動計算手段による干渉並
   進作動の計算は、前記ドライバーが前記ストッパーに干
   渉するまでの移動量を求めることを特徴とする請求項１
   に記載の作動シミュレーション装置。
4. 【請求項４】 前記計算手段による干渉並進作動の計算
   は、前記ドライバーが前記ストッパーに干渉するまでの
   移動量を求めることを特徴とする請求項２に記載の作動
   シミュレーション方法。