JP3567784B2 - 図面データ自動合成システム - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、ある部品の部品用図面データに対し、この部品に結合される他の部品に関する部品用図面データや、この部品の追加工に関する加工用図面データを自動的に合成する図面データ自動合成システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に一つの機械製品が出来上がるまでの過程は、主に設計過程、生産管理過程、製造過程に分けることができる。
設計過程とは、設計部門の機械設計者が機械設計用CAD(Computer Aided Design)などを用いて設計を行い、組立図・部品図等の機械設計図を図面として出力する過程である。
生産管理過程とは、設計部門から提出された機械設計図面などに基づいて生産管理部門の技術者が1つの部品を作るために材料調達・材料切断・研削・溶接・穿孔など実際の加工手順を摘出する工程設計や、この工程設計に基づいてNC(Numerical Control)工作機械や産業用ロボットのプログラミングを行う過程である。
製造過程とは、製造部門が前記NC工作機械や産業用ロボットを用いて部品の加工・検査や部品・製品の組立・製造などを行う過程である。
【0003】
さて、前述の設計過程から生産管理過程へ移行するまでに問題点があった。この問題点について説明する。図13は、製品の階層構造概念を説明する説明図である。図13に示すように、1つの製品を複数の大ユニットに分けることができる。たとえば製品が車ならば、大ユニットは、シャーシ、エンジン、ボディなどである。さらに大ユニットは、複数の小ユニットに分けることができる。たとえばエンジンならば、ピストン、シリンダー、クランク、エンジンケースなどに分けられる。さらに小ユニットは、複数の部品に分けることができる。たとえば、ピストンならば、ピストン本体、連接棒、Oリングなどである。
【0004】
製造する場合は、部品、小ユニット、大ユニットというように下位階層から上位階層へ流れていき、組み立てられて最終的に製品に至る。設計部門は、製品、小ユニット、大ユニットについては組立図を、部品については部品図を生産管理部門へ提出する。なお、これら組立図や部品図などの提出する機械設計図以外に、工業用機械製図法に基づく図面データとしてコンピュータにおいても管理されている。このような図面データを本明細書中は設計用図面データという。
【0005】
生産管理部門は、提出された組立図や部品図に基づいて工程設計を行う。この工程設計について説明する。図14は、部品の階層構造を説明する説明図である。図14に示すように、1つの部品を加工するために複数の工程に分けることができる。一例として、ある部品は、平板から打ち抜いた(以下、ネスティングという。)小部品1に孔を開けて中部品1とし、購入部品に切削加工したものを中部品2とし、これら中部品1と中部品2とを溶接することで製作されるという工程を経る。このように設計された工程に基づき、部品を作るためにNC工作機械や産業用ロボットのプログラミングを行う。
【0006】
さて、このような工程設計に基づいて生産管理部門は設計用CADとは別の産業用CADを用いて部品に関する図面を作成する必要がある。この産業用CADで作成された図面は、NC工作機械や産業用ロボットの制御プログラミングとリンクしており、図面を作成することでNC工作機械や産業用ロボットの動作を制御することとなる。このような図面データを本明細書中は生産用図面データという。
【0007】
設計部門から提出される設計用図面データは、主に図面番号で管理するのに対し、生産管理部門が作成する生産用図面データは部品番号で管理するというように、従来から異なる管理体系化で管理されている。また、上述のように設計用図面データが機械形状を図面として表すためのデータであるのに対し生産用図面データはワークの移動制御などのデータである。このように、設計用図面データと生産用図面データは共通性がないデータであり、一括して管理することは困難とされている。このため、生産用図面データを改めて作成することは避けられない。そこで、如何に効率良く生産用図面データを作成するかが焦点となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
さて、生産用図面データ作成時に、図14で示すように1つの部品について加工に関する必要な複数の工程手順をリストアップし、これら複数の工程手順についての生産用図面データを入力する必要があるが、上述のごとく、設計部門から提出された組立図および部品図から工程を読みとって生産管理部門の技術者が産業用CADを用いて生産管理用図面データを入力する必要があって、技術者の熟練および手間が不可欠であり、また、工程を設計できる人材の育成にも多大な時間と費用を必要としていた。このように設計過程から生産管理過程に至るまでの過程で、工程設計、生産用図面データの入力という作業を効率化したいという要請があった。
【0009】
上記要請に応えるべく、本発明は、設計から生産管理に至るまでの事務効率を向上させる図面データ自動合成システムを提供することを目的とする。
【0010】
【解決を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
部品及びこの部品の加工に関する構成情報を入力する入力部と、
部品に関する部品用図面データおよび部品の加工に関する加工用図面データが前記構成情報に関連づけられて予め記憶されているデータベース部と、
前記構成情報に基づいて1の部品を根(ルート)とし、この部品を構成する複数の小部品の部品群を枝(ブランチ)とし、前記部品または前記小部品に0または少なくとも1以上の加工を施す加工群を葉(リーフ)として表した木(ツリー)構造の構成情報を作成し、下位階層の前記部品または小部品に関する部品用図面データに対して、木構造の構成情報に基づいて前記データベース部から同じ階層にある部品用図面データおよび/または前記加工に関する加工用図面データを読み出して新たに合成した部品用図面データを生成し、以下、上位階層へ再帰的に合成して部品用図面データを出力していき、最終的に前記部品に関する部品用図面データを出力するコンピュータ装置と、
を備えることを特徴とする。
構成情報に関しては設計部門により提出された設計図に記載されており、生産管理部門の技術者がこの設計図の構成情報を入力すれば、所望の部品用図面データや加工用図面データをデータベース部から読み出せるため、工程設計等を簡略化でき、生産用図面データの作成を効率化できる。
また、ツリー構造の構成情報とすることで図面合成の順序関係を明確にし、コンピュータ装置が部品用図面データおよび加工用図面データの合成を確実に行うことができる。
【0011】
また、請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載の図面データ自動合成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、前記データベース部に登録済みであって共通性の高い部品用図面データを標準構成とし、また、前記データベース部に登録済みであって共通性の低い部品用図面データおよび/または加工用図面データを非標準構成として分類し、標準構成の部品用図面データに非標準構成の部品用図面データおよび/または加工用図面データを追加して合成することを特徴とする。
共通性の高い部品用図面データを標準構成とし、共通性の低い部品用図面データや加工用図面データを非標準構成と分類することで、突発的な追加工や部品の追加が必要になったとしても、標準構成情報に非標準構成情報を追加する形式の構成情報として設計図に記載されており、生産管理部門の技術者がこの設計図の構成情報を入力すれば、所望の部品用図面データや加工用図面データをデータベース部から読み出せるため、工程設計等を簡略化でき、生産用図面データの作成を効率化できる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、
請求項2に記載の図面データ自動合成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、前記データベース部に未登録である部品用図面データおよび/または加工用図面データが必要な場合は、改めて入力された非標準構成の部品用図面データおよび/または加工用図面データを用いて合成することを特徴とする。
データベースに未登録の部品用図面データや加工用図面データを非標準構成として分類し、標準構成情報に非標準構成情報を追加する形式の構成情報として設計図に記載すれば、生産管理部門の技術者は、標準構成の部品用図面データや加工用図面データはデータベース部から読み出して、非標準構成の部品用図面データや加工用図面データのみを入力すれば、これら図面データを自動合成することができ、生産用図面データの作成を効率化できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態の図面データ自動合成システムを説明する説明図である。本システムは、コンピュータ装置1、ディスプレイ2、入力部3,データベース部4を備えている。
コンピュータ装置1は、産業用CADがインストールされたコンピュータ装置であって、例えば、市販のパーソナルコンピュータであったり、専用のEWS(Engineering Work Station)であったりする。
ディスプレイ2は、画面表示を行うディスプレイであって、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイや、TFT(Thin Film Transisiter)ディスプレイなどである。
【0015】
入力部3は、マウス、キーボードなどである。マウスを用いて入力する場合は、前記ディスプレイ2上に表示されている複数の図面や図番号のうち所望の図面や図番号を選択して入力する。キーボードを用いて入力する場合は、所望の図番号を直接入力する。なお、本明細書中では、キーボードからの入力またはディスプレイに表示された中からマウスで所望の選択を行うことを以下一括して入力という。
データベース部4は、HDD(Hard Disk Drive)装置や光ディスクドライブ装置などであり、さらに部品用図面データベース部4aと加工用図面データベース部4bとを備えている。
【0016】
図示しないものの、このコンピュータ装置1には、各種NC工作機械や産業用ロボットなどの生産設備へデータが送られるように構成されている。このデータは合成により作成された部品用図面データであったり、部品用図面データに基づいて変換された制御用データであったりする。このようなデータの転送については各種の通信形態が可能であるが、どのような形態であっても本発明の実施は可能である。これらNC工作機械や産業用ロボットなどの生産設備は、転送されたデータに基づいて制御される。NC工作機械や産業用ロボットは、ネスティング・切削・溶接・穿孔・塗装・板金折り曲げなど各種の作業を行う。
【0017】
次に図面データの自動合成について説明する。図2は、部品用図面および加工用図面を説明する説明図である。まず、技術者は、設計部門から提出された機械設計図を参照しつつ入力部3を操作して、標準構成情報について入力する。この標準構成情報については、設計部門と生産管理部門とで共通化がなされており、設計部門から提出される図面に記入されている標準構成情報をそのまま用いることができる。コンピュータ装置1は、データベース部4に登録されている標準構成情報の検索を行い、入力された標準構成情報と合致する標準構成情報に関連付けられて記録されている部品用図面データを読み出して、図2に示すようにディスプレイ2上に部品用図面を出力させる。
【0018】
この際、図2に示すように、表示された部品用図面は、幅(W)や高さ(H)が特定されておらず、予め設定された範囲内で寸法変更が可能である。ディスプレイ2上において、標準寸法となる幅と高さの組み合わせである標準寸法情報が表示されており、技術者は、標準寸法情報の中から幅と高さを選択する。このようなバリエーションをP1、P2、P3、・・・として区別する。このバリエーションを指定することで所望の部品用図面が選択される。コンピュータ装置1は、ディスプレイ2上に確定された標準構成情報を出力する。
【0019】
また、標準構成情報には、このディスプレイ2上で表示する部品に必要な部品が示される。例えば、図2の部品用図面では扉が表示されているが、その他扉用取手、蝶番など、外部から購入することで調達できるため特に加工を要せず、図示する必要がない部品などに関する情報が表示されている。
【0020】
さらに、標準構成の部品に対し追加工を行う場合や部品に他の部品を追加結合したい場合がある。このような場合、技術者は、設計部門から提出された機械設計図を参照しつつ入力部3を操作して、非標準構成情報について入力する。この非標準構成情報についても、設計部門と生産管理部門とで共通化がなされており、設計部門から提出される図面に記入されている非標準構成情報をそのまま用いることができる。
【0021】
なお、非標準構成は、標準構成に関連する部品や追加工に関する情報である。例えば、標準構成が扉ならば、扉に関する追加工についての非標準構成とする。コンピュータ装置1は、データベース部4に登録されている非標準構成情報の検索を行い、入力された非標準構成情報と合致する非標準構成情報に関連付けられて記録されている加工用図面を図2に示すようにディスプレイ2上に出力させる。
【0022】
加工用図面では、標準構成の部品用図面に対し追加工する場合を想定した加工用図面が表示されている。技術者は、加工用図面を参照し、さらに、バリエーションをP1、P2、P3、・・・の中から最適なバリエーションを指定することで所望の加工用図面を選択する。さらに、図に示すように、例えば角孔の座標データを指定する等の入力を行い、加工用図面を確定させる。この場合、部品用図面と加工用図面との原点は共通した位置にあるので、座標データの入力が容易となるように配慮されている。確定終了後、コンピュータ装置1は、ディスプレイ2上に確定した非標準構成情報を出力する。
【0023】
このようなデータベース部4に登録された標準構成および非標準構成を設計者が選択するようにすれば、生産管理部門において部品用図面データが迅速に作成でき、また、この部品の生産設備も整っており、迅速で効率の良い生産が可能となる。このため、設計者は、データベース部4に登録された標準構成および非標準構成を選択するように推奨されている。
【0024】
また、非標準構成としても登録していない特殊な追加工を施したり部品を結合する場合、改めて部品用図面データや加工用図面データを作成する必要がある。技術者は、産業用CADを用いて部品用図面データや加工用図面データを作成する。そして、標準構成に関連することを示す非標準構成情報を作成して、新たに作成した図面データとこの非標準構成情報とを関連付ける。
【0025】
このような選択を続けていくとツリー状の構成情報が作成される。ツリーの最左端が、ツリーのルート、つまり、最終的な部品となる。そしてルートからブランチ、つまり、小部品に分かれていく。さらに、ルートからリーフ、つまり、これら部品や小部品に施す追加工を表している。例えば、図14では、部品がルートであり、中部品1,中部品2、小部品、購入部品がブランチであり、加工(溶接)、加工(穿孔)、加工(切削)、加工(打ち抜き)がリーフに該当している。ブランチとリーフの相違は、ブランチの下位階層には、他のブランチが接続可能であるが、リーフの下位階層にはブランチもリーフも接続ができない点である。
【0026】
このように、同一階層のうち少なくとも1つに部品用図面データを備えている。これは、加工用図面データのみでは、単独の部品になり得ないため、必ず部品に加工を施したものとするために部品用図面データに加工用図面データを合成したものとして記憶しておく必要があるからである。
【0027】
図3は、完成部品を小部品と加工に分けてツリー構造で表した説明図である。図3の白抜きの四角は、利用されなかった部品用図面データおよび加工用図面データを示している。このようにして選択された標準構成と非標準構成を自動的に合成して最終的に完成した部品の部品用図面データを作成する。図において、1〜11は、部品用図面データに対し部品用図面データまたは加工用図面データを合成することを示している。
【0028】
このような原則のもと、1、2というように同一の階層内で合成が行われて3、4、5というように下位の階層から上位の階層へ移動し、6、7というように同一の階層内で合成が行われて8、9というように下位の階層から上位の階層へ移動し、10というように同一の階層内で合成が行われて11というように下位の階層から上位の階層へ移動して、再帰的に合成が行われ、最終的な完成部品の部品用図面データとして出力される。
【0029】
このようなシステムとすることで工程設計等に熟練していない技術者であっても、設計部門から機械用設計図面で指定された構成情報を参照して、入力部3を通じて構成情報を入力し、コンピュータ装置1が当該構成情報に関連付けられて記憶されている部品用図面データおよび加工用図面データをデータベース部4から読み出し、これらを合成して出力するようにしたので、生産用図面データを容易に入力・作成することができる。このように、実際の工程設計と同様の経路をたどって最終的に部品となるため、工程設計、図面作成等が一括してでき、事務処理に関する負担を低減する。
【0030】
【実施例】
以上、実際の簡単な合成について説明する。図4は、完成部品を小部品と加工に分けてツリー構造で表した説明図、図5は構成情報に関する説明図である。図4および図5において、B、BK、BBは、調達区分であって、Bは部品、BKは追加加工、BBは中間部品、BAは溶接された複合板金等を示している。さらに、図示しないものの、社内製作部品を示す83、無加工で使用する購入部品77などが調達区分として分類されている。
【0031】
TK・・は、図面番号・資材コードを示している。従来は設計用図面データと生産用図面データを別に管理していたが、共通の番号である図面番号・資材コードとする構成情報としたため、管理を容易にした。1−1・・・等は編番であって、ツリー構造を番号として分類したことを示している。−(ダッシュ)記号が増えるにつれ下位階層であることを示している。板は、名称である。板以外にも扉、筐体など各種名称をつけることが可能である。
【0032】
1つの完成部品をツリー構造で分類すると、図4で示すように、部品用図面と加工用図面で分けて表示することが容易であり、自動合成に利用しやすい図面データとなる。また、図4および図5で示すように構成情報の編番は、階層的に分類することが可能な情報であり、生産部門の技術者がこの編番を参照して容易に工程設計を行うことができる。
【0033】
前述の構成情報以外にも、図面データの変更の有無を示すIDデータ、データベース部のどの階層に分類されているかを示すディレクトリ(フォルダー)であるHS−ナンバー、発注番号を示す標番、必要な個数を示す数量、保管されている倉庫番号のPAC、外部から購入調達する物品の管理番号である資材コード、寸法に関する幅、長さなどの構成情報がある。このうち、自動合成に利用できるのは、前述したように編番、図面番号、調達区分などである。
【0034】
図6は、合成を説明する説明図であって、図4で示したようにTK005P1にTK005P2を溶接してTK005C1を製作する場合の説明図である。TK005P1およびTK005P2の調達区分はともにB、つまり、部品である。このような場合、ともに部品用図面となる。このように、図5に示すような構成情報および図6(a)に示すような機械設計図を参照して、技術者は、図6(b)に示すような2つの部品に関する部品用図面をディスプレイ2上に出力させる。そして座標データを入力し、合成位置を決定する。コンピュータ装置1は、2つの部品用図面データを合成して、新しい部品用図面データTK005C1を出力する。
【0035】
図7は、合成を説明する説明図であって、TK005C1にTK006P2という追加工を施してTK006C1を製作する場合の説明図である。TK005C1の調達区分はBA、つまり、溶接された複合板金であり、TK006P2の調達区分はBK、つまり、追加工である。このように、図5に示すような構成情報および図7(a)に示すような機械設計図を参照して、技術者は、図7(b)に示すような部品用図面と加工用図面をディスプレイ上に出力させる。そして座標データを入力して、合成位置を決定する。コンピュータ装置1は、部品用図面データと加工用図面データを合成して、新しい部品用図面データTK006C1を出力する。
【0036】
図8は、合成を説明する説明図であって、TK006C1にTK007P1という追加工を施してTK007C1を製作する場合の説明図である。TK006C1の調達区分はBB、つまり、中間部品であり、TK007P1の調達区分はBK、つまり、追加工である。このように、図5に示すような構成情報および図8(a)に示すような機械設計図を参照して、技術者は、図8(b)に示すような部品用図面と加工用図面をディスプレイ上に出力させる。そして座標データを入力して、合成位置を決定する。コンピュータ装置1は、2つの部品用図面データを合成し、最終的に、TK007C1を出力する。このようにして部品用図面が合成されていく。
【0037】
他の実施例について説明する。図9は、完成部品を小部品と加工とに分けてツリー構造で表した説明図である。図10、図11および図12は、合成を説明する説明図であって、図10は、TK356755P45のディスプレイ上の表示画面、図11は、TK4F3593P2のディスプレイ上の表示画面、図12は、TK4F3592C1のディスプレイ上の表示画面図である。
【0038】
技術者は、入力部3を通じて図10に示すような部品用図面をディスプレイ上に選択して出力させる。この場合、部品用図面とともに表示される標準寸法情報の中から幅と高さを選択する。続いて、技術者は、図11に示すような加工用図面を選択して出力させ、そして予め定められている座標位置に基づいて合成位置を決定する。この場合、扉の寸法を基準として最適な位置データが作成される。コンピュータは、2つの部品用図面データを合成して、新しい部品用図面データを出力する。
【0039】
以下、下位階層から上位階層へと同様に合成され、最終的に図12に示すような部品TK4F3592C1に合成される。TK4F3592C1は最終的な完成部品であって、TK4F3593P2による加工に加えて、▲2▼で示すフィルター部が取り付けられた状態で図示されている。このように、合成が容易なシステムとすることができる。
【0040】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、1つの部品について加工に関する必要な複数の工程手順についての生産用図面データが予めデータベースとして登録されており、設計部門から提出された構成情報に基づいて、生産用図面データ作成時に、必要な部品用図面データおよび加工用図面データを読み出して、順次合成していくように生産用図面データを作成する。このため、生産管理部門の技術者が未熟であっても、生産用図面データ作成が容易であり、熟練および手間を必要としない。
また、少ない時間と費用で工程を設計できる人材の育成が可能となり、設計過程から生産管理過程に至るまでの過程で、工程設計、生産用図面データの入力という作業の効率化が可能となった。
【0041】
総じて、設計から生産管理に至るまでの事務効率を向上させる図面データ自動合成システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の図面データ自動合成システムを説明する説明図である。
【図2】部品用図面および加工用図面を説明する説明図である。
【図3】完成部品を小部品と加工に分けてツリー構造で表した説明図である。
【図4】完成部品を小部品と加工に分けてツリー構造で表した説明図である。
【図5】構成情報に関する説明図である
【図6】合成を説明する説明図である。
【図7】合成を説明する説明図である。
【図8】合成を説明する説明図である。
【図9】完成部品を小部品と加工とに分けてツリー構造で表した説明図である。
【図10】合成を説明する説明図である。
【図11】合成を説明する説明図である。
【図12】合成を説明する説明図である。
【図13】製品の階層構造概念を説明する説明図である。
【図14】部品の階層構造を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 コンピュータ装置
2 ディスプレイ
3 入力部
4 データベース部
4a 部品用図面データベース部
4b 加工用図面データベース部
Claims (3)
- 部品及びこの部品の加工に関する構成情報を入力する入力部と、
部品に関する部品用図面データおよび部品の加工に関する加工用図面データが前記構成情報に関連づけられて予め記憶されているデータベース部と、
前記構成情報に基づいて1の部品を根(ルート)とし、この部品を構成する複数の小部品の部品群を枝(ブランチ)とし、前記部品または前記小部品に0または少なくとも1以上の加工を施す加工群を葉(リーフ)として表した木(ツリー)構造の構成情報を作成し、下位階層の前記部品または小部品に関する部品用図面データに対して、木構造の構成情報に基づいて前記データベース部から同じ階層にある部品用図面データおよび/または前記加工に関する加工用図面データを読み出して新たに合成した部品用図面データを生成し、以下、上位階層へ再帰的に合成して部品用図面データを出力していき、最終的に前記部品に関する部品用図面データを出力するコンピュータ装置と、
を備えることを特徴とする図面データ自動合成システム。 - 請求項1に記載の図面データ自動合成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、前記データベース部に登録済みであって共通性の高い部品用図面データを標準構成とし、また、前記データベース部に登録済みであって共通性の低い部品用図面データおよび/または加工用図面データを非標準構成として分類し、標準構成の部品用図面データに非標準構成の部品用図面データおよび/または加工用図面データを追加して合成することを特徴とする図面データ自動合成システム。 - 請求項2に記載の図面データ自動合成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、前記データベース部に未登録である部品用図面データおよび/または加工用図面データが必要な場合は、改めて入力した非標準構成の部品用図面データおよび/または加工用図面データを合成することを特徴とする図面データ自動合成システム。
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JP2002132323A (ja) | 生産工程の設計方法およびその装置 |
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