JP4440149B2 - Simulation device, simulation method, and design support program - Google Patents

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  • Separation, Sorting, Adjustment, Or Bending Of Sheets To Be Conveyed (AREA)

Description

本発明は、紙やフィルムなどのシート状の柔軟媒体を搬送するための搬送経路の設計に利用可能なシミュレーション装置、シミュレーション方法、及び設計支援プログラムに関する。   The present invention relates to a simulation apparatus, a simulation method, and a design support program that can be used for designing a conveyance path for conveying a sheet-like flexible medium such as paper or film.

複写機やレーザービームプリンタなどの装置に設置され、紙などのシート状の柔軟媒体を搬送する搬送経路を設計する際には、開発期間の短縮化や費用の低減化を目的として、搬送経路内を移動する柔軟媒体の挙動を計算機シミュレーションにより解析して画面上に描画することが行われている。   When designing transport routes that are installed in devices such as copiers and laser beam printers and transport flexible media in the form of sheets such as paper, the transport route is designed to shorten the development period and reduce costs. The behavior of a flexible medium that moves is analyzed by computer simulation and drawn on a screen.

このようなシミュレーションの技術としては、柔軟媒体を有限要素法による有限要素で表現し、搬送経路内の搬送ガイドやローラとの接触判断を行い、運動方程式を数値的に解くことにより、柔軟媒体のガイドとの搬送抵抗や当接角を評価する設計支援プログラムが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。   As a simulation technique, the flexible medium is expressed by a finite element by the finite element method, contact with the conveyance guide or roller in the conveyance path is determined, and the equation of motion is numerically solved. A design support program for evaluating the conveyance resistance and contact angle with the guide has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、柔軟媒体をより簡易的に質量とバネにより表現することで、計算速度を向上させる手法も知られている。   There is also known a technique for improving the calculation speed by expressing the flexible medium more simply by a mass and a spring.

柔軟媒体の運動を解析するにあたっては、上述のように、有限要素或いは質量−バネ系で離散的に表現された柔軟媒体の運動方程式を立て、解析対象時間を有限の幅を持つ時間ステップに分割し、時間0から時間ステップ毎に未知数である加速度、速度、変位を順次求める(数値時間積分)ことにより解析する、ニューマークのβ法、ウイルソンのθ法、オイラー法及びKutta−merson法などが広く知られている。   When analyzing the motion of a flexible medium, as described above, a motion equation of the flexible medium expressed discretely by a finite element or mass-spring system is established, and the analysis target time is divided into time steps having a finite width. New time β method, Wilson θ method, Euler method, Kutta-merson method, etc. are analyzed by sequentially obtaining unknown acceleration, velocity, and displacement for each time step from time 0 (numerical time integration). Widely known.

ここで、柔軟媒体は剛体要素に分割され、その分割された各剛体要素間をバネで連結した柔軟媒体モデルを作成し、このモデルを用いて、元の形状からの変位に比例した力を発生させる。すなわち、元の形状は初期形状として描画した形状であって、外力により変形すると、この形状に戻そうとする復元力が働くことになる。
特開平11−195052号公報 特開平11−116133号公報
Here, the flexible medium is divided into rigid elements, and a flexible medium model is created by connecting the divided rigid elements with springs. Using this model, a force proportional to the displacement from the original shape is generated. Let That is, the original shape is a shape drawn as an initial shape, and when it is deformed by an external force, a restoring force to return to this shape is applied.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-195052 JP-A-11-116133

しかしながら、柔軟媒体のうち例えば紙は、内部の水分量や保存状態によって端部が浮き上がり、曲率をもったカールが発生する。このカール部分の剛性は、直線部分に比べて1.5〜2倍程度高いことが実験で知られている。このようなカールは、搬送径路上で思わぬ不具合を引き起こす原因となるため、上述したような搬送経路内のシミュレーション技術においては、直線の柔軟媒体の挙動に加え、カールした柔軟媒体の搬送径路内における挙動を精度良くシミュレーションすることが求められていた。   However, for example, paper among the flexible media, the end portion is lifted depending on the amount of moisture in the interior and the storage state, and curling with a curvature occurs. It is known from experiments that the rigidity of the curled portion is about 1.5 to 2 times higher than that of the straight portion. Such curling causes unexpected problems on the conveyance path. Therefore, in the simulation technology in the conveyance path as described above, in addition to the behavior of the straight flexible medium, the curled flexible medium in the conveyance path. It was required to accurately simulate the behavior of

カールした柔軟媒体の挙動をシミュレーションする場合は、カール部分を円弧形状で画面に描画し、挙動計算をスタートした後に、柔軟媒体に変形が生じると、カールを有するスタート時の形状に戻るように復元力を発生させる、といった手法が考えられる。しかし、カールした柔軟媒体を搬送径路内に設定する際、カール部分を円弧形状で画面に描画すると、カールの高さよりも狭い搬送径路内では搬送ガイドに柔軟媒体が重なってしまうため、カール部分を描画することができない、という問題があった。   When simulating the behavior of a curled flexible medium, draw the curled part on the screen in an arc shape, start the behavior calculation, and if the flexible medium is deformed, restore it to return to the shape at the start with the curl. A method of generating force can be considered. However, when setting the curled flexible medium in the conveyance path, if the curled part is drawn on the screen in an arc shape, the flexible medium overlaps the conveyance guide in the conveyance path narrower than the curl height. There was a problem that it was not possible to draw.

さらに、屈曲した搬送径路内に柔軟媒体を定義するときは、モデル作成時に柔軟媒体を曲線で定義しなければならない。柔軟媒体を曲線で定義した場合、その曲率がカール部分であれば曲率が保持されながら搬送径路を通過するシミュレーションを行うが、カール部分ではなく本来直線の柔軟媒体が曲げられたものであれば曲率は保持されず、直線に戻るようなシミュレーションを行う必要がある。これらの区別を精度良くシミュレーションすることが要求される。   Furthermore, when a flexible medium is defined in a bent conveyance path, the flexible medium must be defined by a curve when creating a model. When a flexible medium is defined by a curve, if the curvature is a curled portion, a simulation is performed to pass the conveyance path while maintaining the curvature, but if the straight flexible medium is bent instead of the curled portion, the curvature is It is necessary to perform a simulation that returns to a straight line. It is required to accurately simulate these distinctions.

本発明は、搬送径路途中のカール部の高さよりも狭い部分からでも、カール部を有する柔軟媒体の挙動のシミュレーションをスタートさせることを可能とすることを目的とする。 An object of the present invention is to make it possible to start a simulation of the behavior of a flexible medium having a curled portion even from a portion narrower than the height of the curled portion in the middle of a conveyance path .

上記目的を達成するため、本発明のシミュレーション装置は、搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置において、予め定義された搬送経路内の構成部品を表示画面上に表示する構成部品表示手段と、前記構成部品表示手段によって前記構成部品が表示される表示画面上において、前記搬送経路内で動作がシミュレーションされる柔軟媒体の初期位置および形状を設定する初期位置設定手段と、前記柔軟媒体に対してカール部の形状を設定するカール設定手段と、前記カール設定手段によってカールが設定された柔軟媒体のシミュレーションを実行するシミュレーション手段とを有し、前記シミュレーション手段は、シミュレーションの開始に応じて、前記設定された柔軟媒体の初期位置および形状に基づき、前記柔軟媒体における前記設定されたカール部については前記設定されたカール部の形状を基準として復元力を発生させ、前記柔軟媒体における前記カール部が設定されていない部分については直線形状を基準として復元力を発生させることを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、上記シミュレーション装置の機能をコンピュータで実現するためのプロクラムコードを備えた、コンピュータ読み取り可能なプログラムであることを特徴とする。
また、本発明のシミュレーション方法は、搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置のシミュレーション方法であって、予め定義された搬送経路内の構成部品を表示画面上に表示する構成部品表示工程と、前記構成部品表示工程によって前記構成部品が表示される表示画面上において、前記搬送経路内で動作がシミュレーションされる柔軟媒体の初期位置および形状を設定する初期位置設定工程と、前記柔軟媒体に対してカール部の形状を設定するカール設定工程と、前記カール設定工程によってカール部が設定された柔軟媒体のシミュレーションを実行するシミュレーション工程とを有し、前記シミュレーション工程は、シミュレーションの開始に応じて、前記設定された柔軟媒体の初期位置および形状に基づき、前記柔軟媒体における前記設定されたカール部については前記設定されたカール部の形状を基準として復元力を発生させ、前記柔軟媒体における前記カール部が設定されていない部分については直線形状を基準として復元力を発生させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a simulation apparatus according to the present invention displays on a display screen the components in a predefined conveyance path in a simulation apparatus that simulates the behavior of a sheet-like flexible medium moving in the conveyance path. Component position display means, and initial position setting means for setting an initial position and shape of a flexible medium whose operation is simulated in the transport path on a display screen on which the component parts are displayed by the component part display means; the has a car Le setting means for setting the shape of the curl portion with respect to the flexible medium, and a simulation means for performing a simulation of a flexible medium curl portion by the car Le setting means is set, the simulation The means determines the initial level of the set flexible medium according to the start of the simulation. Based on the shape, a restoring force is generated for the set curled portion of the flexible medium based on the shape of the set curled portion, and a straight line is applied to a portion of the flexible medium where the curled portion is not set. A restoring force is generated based on the shape .
The program of the present invention is a computer-readable program provided with a program code for realizing the function of the simulation apparatus by a computer.
The simulation method of the present invention is a simulation method of a simulation apparatus for simulating the behavior of a sheet-like flexible medium that moves in a conveyance path, and displays the components in the predefined conveyance path on a display screen. A component display step, and an initial position setting step for setting an initial position and a shape of a flexible medium whose operation is simulated in the transport path on a display screen on which the component is displayed by the component display step. A curl setting step for setting a shape of the curled portion with respect to the flexible medium, and a simulation step for executing a simulation of the flexible medium in which the curl portion is set by the curl setting step. The first of the set flexible media in response to the start of Based on the position and shape, a restoring force is generated with respect to the set curl portion in the flexible medium based on the shape of the set curl portion, and a portion of the flexible medium where the curl portion is not set A restoring force is generated based on a straight line shape.

本発明によれば、搬送径路途中のカール部の高さよりも狭い部分からでも、カール部を有する柔軟媒体の挙動のシミュレーションをスタートさせることができるとともに、カールの形状に応じた復元力を考慮した高精度なシミュレーションを実現することができる。 According to the present invention, the simulation of the behavior of the flexible medium having the curled portion can be started even from a portion narrower than the height of the curled portion in the middle of the conveyance path , and the restoring force corresponding to the curled shape is taken into consideration. A highly accurate simulation can be realized.

本発明のシミュレーション装置、シミュレーション方法、及び設計支援プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of a simulation apparatus, a simulation method, and a design support program according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

このシミュレーション装置は、コンピュータで構成されており、ビデオRAM(VRAM)201、キーボード204、ポインティングデバイス(PD)205、CPU206、ROM208、RAM209、ハードディスクドライブ(HDD)210、及びフロッピー(登録商標)ディスクドライブ(FDD)211等の各デバイスが、I/Oバス(アドレスバス、データバス及び制御バスから成る)207を介して接続されている。   The simulation apparatus is configured by a computer, and includes a video RAM (VRAM) 201, a keyboard 204, a pointing device (PD) 205, a CPU 206, a ROM 208, a RAM 209, a hard disk drive (HDD) 210, and a floppy (registered trademark) disk drive. Each device such as (FDD) 211 is connected via an I / O bus (consisting of an address bus, a data bus, and a control bus) 207.

CPU206は、ROM208に記憶された制御プログラム(搬送経路の設計を支援するための、本発明に関連した設計支援プログラム等)に基づいて本装置の各ユニットを制御する。RAM209は、設計支援プログラム等をCPU206が実行するときのワークエリアやエラー処理時の一時退避エリアとして用いられる。ハードディスクドライブ210及びフロッピー(登録商標)ディスクドライブ211は、搬送経路設計支援用のデータベースやアプリケーションプログラムなどの保存用に用いられる。   The CPU 206 controls each unit of the present apparatus based on a control program (design support program related to the present invention for supporting the design of the conveyance path) stored in the ROM 208. The RAM 209 is used as a work area when the CPU 206 executes a design support program or the like and a temporary save area during error processing. The hard disk drive 210 and the floppy (registered trademark) disk drive 211 are used for storing a database for supporting a transfer route design, an application program, and the like.

ビデオRAM201は、ディスプレイ装置202の画面に表示される文字やイメージを展開記憶するメモリであり、キーボード204は、入力に関する各種キーを備え、ポインティングデバイス205は、画面上でアイコンなどを指し示すためのマウス等である。   The video RAM 201 is a memory that develops and stores characters and images displayed on the screen of the display device 202, the keyboard 204 includes various keys related to input, and a pointing device 205 is a mouse for pointing icons and the like on the screen. Etc.

上記構成のシミュレーション装置に電源を投入すると、CPU206はROM208のブートプログラムに従って装置を初期化し、HDD210からOS(オペレーティング・システム)のロードを行い、その後に、以下で詳述する本実施の形態の処理を実現するために、設計支援プログラム等を動作させることになる。   When the simulation apparatus having the above configuration is turned on, the CPU 206 initializes the apparatus in accordance with the boot program stored in the ROM 208, loads the OS (operating system) from the HDD 210, and then performs processing according to the present embodiment described in detail below. In order to realize the above, a design support program or the like is operated.

なお、本発明に関連した設計支援プログラムは、ROM208に記憶されているものとしたが、もちろんハードディスク210等に記憶させるようにしても良いし、記憶媒体によって本発明が限定されるものでもない。   The design support program related to the present invention is stored in the ROM 208, but of course, it may be stored in the hard disk 210 or the like, and the present invention is not limited by the storage medium.

[本実施の形態の処理]
湿度や物理的な力に起因して端部に曲率をもったカール部が形成された柔軟媒体の搬送経路内における挙動シミュレーションについて、以下、本実施の形態に係る一連の処理を説明する。なお、この一連の処理は、図1に示したシミュレーション装置の例えばROM208に、本実施の形態に係る設計支援プログラムをCPU206で実行することにより実現される。
[Process of this embodiment]
Hereinafter, a series of processing according to the present embodiment will be described with respect to behavioral simulation in the conveyance path of a flexible medium in which a curled portion having a curvature at an end portion due to humidity or physical force is formed. This series of processing is realized by the CPU 206 executing the design support program according to the present embodiment in the ROM 208 of the simulation apparatus shown in FIG.

すなわち、本実施の形態の設計支援プログラムは、紙やフィルムを含むシート状の柔軟媒体が搬送ガイドや搬送ローラで構成される搬送経路内を搬送されていく挙動をシミュレーションすることで、搬送経路の設計を支援するプログラムである。そして、この設計支援プログラムにより実行される上記シミュレーション装置は、搬送ガイドや搬送ローラを含む搬送経路の機構部品を定義する処理と、柔軟媒体を任意の形状で定義する処理と、柔軟媒体にカール部を設定する処理と、搬送経路に配置された柔軟媒体を質量をもった複数の剛体要素に分割し、各剛体要素間をバネで連結することで引っ張り及び回転の復元力を発生させる処理と、搬送条件となる搬送ローラの駆動方法、並びに搬送ローラ及び搬送ガイドと柔軟媒体との摩擦係数を設定する処理とを実行し、その後、これら全ての処理に基づいて、カール部を有する柔軟媒体の挙動を数値シミュレーションによって時系列的に求め、これによって得られた柔軟媒体の挙動をディスプレイ装置202に表示する。以下、このような本実施の形態のシミュレーション装置の処理について、詳細に説明する。   That is, the design support program according to the present embodiment simulates the behavior of a sheet-like flexible medium including paper and film being transported in a transport path configured by a transport guide and a transport roller. This program supports design. The simulation apparatus executed by the design support program includes a process for defining a mechanical part of a conveyance path including a conveyance guide and a conveyance roller, a process for defining a flexible medium in an arbitrary shape, and a curl section on the flexible medium. And a process of generating a restoring force of tension and rotation by dividing the flexible medium arranged in the conveyance path into a plurality of rigid elements having mass and connecting the rigid elements with springs, and The conveyance roller driving method, which is a conveyance condition, and a process of setting a friction coefficient between the conveyance roller and the conveyance guide and the flexible medium are executed, and then the behavior of the flexible medium having the curled portion is based on all these processes. Is obtained in a time series by numerical simulation, and the behavior of the flexible medium obtained thereby is displayed on the display device 202. Hereinafter, the process of the simulation apparatus of this embodiment will be described in detail.

<搬送機構の定義>
図2は、搬送機構を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。
<Definition of transport mechanism>
FIG. 2 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the process of defining the transport mechanism.

同図に示すように、本画面は、主な処理の切り替えを行うメニューバー1と、各処理のサブ構成メニュー2と、定義した搬送経路や処理結果が表示されるグラフィカル画面3と、プログラムメッセージの出力や必要に応じて数値入力を行うためのコマンド欄4とで構成される。   As shown in the figure, this screen includes a menu bar 1 for switching main processes, a sub-configuration menu 2 for each process, a graphical screen 3 on which defined transport paths and processing results are displayed, and a program message. And a command field 4 for inputting numerical values as necessary.

まず、搬送経路を定義する。搬送経路の定義を行うため、メニューバー1中の「搬送経路」ボタン1aを押すと、搬送経路の定義処理のサブ構成メニュー2が図2に示すように画面の左側に所望の範囲領域を持って表示される。サブ構成メニュー2には、2つローラで一対の搬送ローラを定義するローラ対定義ボタン2Aと、1つのローラを単独で定義するローラ定義ボタン2Bと、直線の搬送ガイドを定義する直線ガイド定義ボタン2Cと、円弧の搬送ガイドを定義する円弧ガイド定義ボタン2Dと、スプライン曲線で搬送ガイドを定義するスプラインガイド定義ボタン2Eと、柔軟媒体が搬送される経路の分岐を行うフラッパー(ポイント)を定義するフラッパー定義ボタン2Fと、柔軟媒体が搬送経路内の所定の位置にあるか否かを検出するセンサを定義するセンサ定義ボタン2G等を表示することができる。   First, a transport route is defined. When the “transport route” button 1a in the menu bar 1 is pressed to define the transport route, the sub-configuration menu 2 of the transport route definition process has a desired range area on the left side of the screen as shown in FIG. Displayed. The sub-configuration menu 2 includes a roller pair definition button 2A for defining a pair of transport rollers with two rollers, a roller definition button 2B for defining one roller independently, and a straight guide definition button for defining a straight transport guide. 2C, an arc guide definition button 2D for defining an arc conveyance guide, a spline guide definition button 2E for defining a conveyance guide with a spline curve, and a flapper (point) for branching a path along which the flexible medium is conveyed A flapper definition button 2F, a sensor definition button 2G for defining a sensor for detecting whether or not the flexible medium is at a predetermined position in the transport path, and the like can be displayed.

これらの各ボタン2A〜2Gは、実際の複写機やプリンタの搬送経路を構成する部品である。したがって、紙などの柔軟媒体の搬送経路を構成するために必要な部品の全てが揃っていることが望ましい。各構成部品の定義をサブ構成メニューにより実施すると、グラフィック画面3上にその位置形状が反映される。   Each of these buttons 2A to 2G is a part that constitutes a conveyance path of an actual copying machine or printer. Therefore, it is desirable that all the parts necessary for configuring the conveyance path of the flexible medium such as paper are prepared. When the definition of each component is performed using the sub-configuration menu, the position shape is reflected on the graphic screen 3.

<柔軟媒体の定義>
次に、柔軟媒体を定義する。図2のメニューバー1中に設けられた「媒体定義」ボタン1bを選択することで、カール部を有する柔軟媒体のモデル定義へ移行することができる。
<Definition of flexible media>
Next, a flexible medium is defined. By selecting a “medium definition” button 1b provided in the menu bar 1 of FIG. 2, it is possible to shift to a model definition of a flexible medium having a curl portion.

図3は、柔軟媒体を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。この画面では、予め上述のとおり定義された搬送経路内の構成部品が表示されている。   FIG. 3 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the process of defining the flexible medium. On this screen, the components in the conveyance path defined in advance as described above are displayed.

メニューバー1の「媒体定義」ボタン1bが選択されたことを検出することによって、図3に示すように、サブ構成メニュー2には、描画形状選択画面2I、媒体種選択画面2J、及び分割法選択画面2Kが表示される。ここで、まず搬送経路内での柔軟媒体が初期位置として配置される位置及び形状を決定するために、描画図形選択画面2I内の「直線」の選択が検出されると、柔軟媒体における両端部の座標値の入力を促すメッセージがコマンド欄4に表示される。   By detecting that the “medium definition” button 1b on the menu bar 1 is selected, the sub-configuration menu 2 includes a drawing shape selection screen 2I, a medium type selection screen 2J, and a division method as shown in FIG. A selection screen 2K is displayed. Here, when selection of “straight line” in the drawing figure selection screen 2I is detected in order to determine the position and shape where the flexible medium is arranged as the initial position in the transport path, both end portions of the flexible medium are detected. A message prompting the user to input the coordinate value is displayed in the command field 4.

前記座標値は、コマンド欄4にキーボード204から数値入力するか、ポインティングデバイス205によってグラフィック画面3に直接指示することにより入力することが可能である。柔軟媒体の両端部の座標を指定した時点で、グラフィック画面3上には両端部21を結ぶ直線(破線)22が引かれ、柔軟媒体がどのように搬送経路内に設置されているかを確認することができる。   The coordinate value can be input to the command field 4 by inputting a numerical value from the keyboard 204 or by directly instructing the graphic screen 3 by the pointing device 205. When the coordinates of both ends of the flexible medium are designated, a straight line (broken line) 22 connecting the both ends 21 is drawn on the graphic screen 3 to check how the flexible medium is installed in the transport path. be able to.

なお、柔軟媒体の描画図形として、搬送ガイドと同様に「円弧」や「スプライン」の形状で作成することも可能である。   In addition, it is also possible to create the drawing pattern of the flexible medium in the shape of “arc” or “spline” in the same manner as the conveyance guide.

<カール部の定義>
図4は、柔軟媒体にカール部を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図であり、図5は、カール部の定義に使用するカール定義画面を示す画面表示図である。また、図6は、カール部の形状(カール量)を設定する処理を説明するための説明図である。
<Definition of curled part>
FIG. 4 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the process of defining the curl portion on the flexible medium, and FIG. 5 is a screen display diagram illustrating a curl definition screen used for defining the curl portion. is there. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining processing for setting the shape (curl amount) of the curled portion.

柔軟媒体を上述の手順により定義してモデル作成した後は、カール定義ボタン2Lを押すと、図4に示すような表示画面が表示され、柔軟媒体の端部を選択するように促されるので、既に作成している柔軟媒体における、カール部の定義を行いたい端部31をポインティングデバイス205でクリックする。   After the flexible medium is defined by the above procedure and the model is created, when the curl definition button 2L is pressed, a display screen as shown in FIG. 4 is displayed and prompted to select the end of the flexible medium. In the flexible medium that has already been created, the end 31 where the curl portion is to be defined is clicked with the pointing device 205.

端部31の選択が検出されると、例えば図5にような、端部31からの水平距離を入力するためのボックス32と、カール部の高さを入力するためのボックス33とが配置されたカール定義画面がウインドウとして表示される。この図5の画面において、ボックス32とボックス33に数値を入力することでカール形状が決定される。図5の例では、端部31からの水平距離に10mm、高さに5mmを入力している。   When selection of the end portion 31 is detected, a box 32 for inputting a horizontal distance from the end portion 31 and a box 33 for inputting the height of the curled portion are arranged as shown in FIG. The curl definition screen is displayed as a window. On the screen of FIG. 5, the curl shape is determined by inputting numerical values in the box 32 and the box 33. In the example of FIG. 5, 10 mm is input as the horizontal distance from the end 31 and 5 mm is input as the height.

すなわち、カール部は、図6に示すように、柔軟媒体の直線部に接する円弧と想定され、前記端部31からの水平距離(カールの長さ)とカールの高さを数値入力することにより、その円弧の半径34、角度35及び長さ36を図形計算によって求めることができるので、カール形状を設定することができる。   That is, as shown in FIG. 6, the curled portion is assumed to be an arc in contact with the linear portion of the flexible medium, and the horizontal distance from the end portion 31 (the curl length) and the curl height are numerically input. Since the radius 34, angle 35 and length 36 of the arc can be obtained by graphic calculation, the curl shape can be set.

図7は、カール部の定義に使用する他のカール定義画面を示す画面表示図である。   FIG. 7 is a screen display diagram showing another curl definition screen used for defining the curl portion.

このカール定義方法によれば、同画面において、柔軟媒体の直線部の先端37、通過点38、及びカール部の先端39の順にピックする。これにより3点を通る円弧のカール部が設定される。   According to this curl definition method, on the same screen, the tip 37 of the linear portion of the flexible medium, the passing point 38, and the tip 39 of the curled portion are picked in this order. Thereby, a curled portion of an arc passing through three points is set.

図8は、カール定義後に表示される画面例を示す画面表示図である。   FIG. 8 is a screen display diagram showing an example of a screen displayed after curl definition.

同図に示すように、カール部40を設定した端部は、カール部を設定していない部分と区別されて描画される。また、カール部40は、図8の例のように、その高さよりも狭い搬送径路内に定義されることも考えられるため、後述する運動計算処理(搬送経路内での柔軟媒体の運動を計算する処理)の開始前では仮の線で描画され、搬送ガイドやローラとは干渉していない。   As shown in the figure, the end portion where the curled portion 40 is set is drawn separately from the portion where the curled portion is not set. Further, since the curl unit 40 may be defined in a conveyance path narrower than its height as in the example of FIG. 8, a motion calculation process (calculation of the movement of the flexible medium in the conveyance path) to be described later is performed. Before the start of the process, the image is drawn with a temporary line and does not interfere with the conveyance guide or the roller.

このように、運動計算処理の開始前では、カール部の形状を数値入力等により決定して例えば仮の線で描画しておく。そして、後述するように、運動計算処理の開始後にカール部の形状が現れるように復元力を発生させる。   As described above, before the start of the motion calculation process, the shape of the curled portion is determined by numerical input or the like and is drawn with a temporary line, for example. Then, as will be described later, a restoring force is generated so that the shape of the curl portion appears after the start of the motion calculation process.

なお、カール部を定義した端部とカール部を定義していない端部とを区別するために、仮の線で描画せずとも、端部をマーキングしたり、色分けしたりする方法でも構わない。   In addition, in order to distinguish the edge part which defined the curl part, and the edge part which does not define the curl part, the method of marking an edge part or color-coding without drawing with a temporary line may be used. .

<カール部を有する柔軟媒体の弾性体としての定義>
図9は、柔軟媒体を複数の剛体要素に分割する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。
<Definition of a flexible medium having a curled portion as an elastic body>
FIG. 9 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the process of dividing the flexible medium into a plurality of rigid elements.

上述したように柔軟媒体が定義されると、次に、柔軟媒体を複数のバネ−質量系に離散化する際の分割数又は分割サイズの入力を促すメッセージがコマンド欄4に表示される。図9の例では、直線で柔軟媒体を定義し、分割数を10とし、さらに分割法選択画面2Kにおいて「等分割」を選択した場合の一例が示されている。   When the flexible medium is defined as described above, a message prompting the input of the number of divisions or the division size when the flexible medium is discretized into a plurality of spring-mass systems is displayed in the command column 4. In the example of FIG. 9, an example is shown in which a flexible medium is defined by a straight line, the number of divisions is 10, and “equal division” is selected on the division method selection screen 2K.

同図において、各質点51の間を結ぶ回転バネ52は、柔軟媒体を弾性体と見なした際の曲げ剛性を表現し、また並進バネ53は引っ張り剛性を表現する。両バネ52,53の定数は弾性理論から導くことが可能である。回転バネ定数krと並進バネ定数ksは、ヤング率E、幅w、紙厚t及び質点間の距離ΔLを用いて、次式によって与えられる。   In the figure, a rotary spring 52 connecting the mass points 51 expresses bending rigidity when the flexible medium is regarded as an elastic body, and a translation spring 53 expresses tensile rigidity. The constants of both springs 52 and 53 can be derived from elasticity theory. The rotation spring constant kr and the translation spring constant ks are given by the following equations using the Young's modulus E, the width w, the paper thickness t, and the distance ΔL between the mass points.

Figure 0004440149
Figure 0004440149

質点の質量mは、柔軟媒体の長さL、幅w、紙厚t、密度ρ、分割数nとすると、次式によって計算される。   The mass m of the mass point is calculated by the following equation, assuming that the length L, the width w, the paper thickness t, the density ρ, and the division number n of the flexible medium.

[数2]
m=Lwtρ/(n−1)
以上の作業により、柔軟媒体がプログラム上で曲げと引っ張りの力に反応する弾性体としてモデル定義されることになる。
[Equation 2]
m = Lwtρ / (n−1)
With the above operation, the flexible medium is model-defined as an elastic body that reacts to bending and pulling forces on the program.

図10は、カール部の分割処理を説明するための説明図である。   FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the curl portion dividing process.

同図に示すように、カール部が分割されると(図10の例では、カール部を4等分した例)、端部からの水平距離及び高さにより決定したカール部の形状と分割数に応じて、各剛体要素同士が成す角度54が算出される。一方、カール部を定義した部分以外は直線部であり、剛体要素の角度は一律0°となっている。   As shown in the figure, when the curled portion is divided (in the example of FIG. 10, the curled portion is divided into four equal parts), the shape and the number of divisions of the curled portion determined by the horizontal distance and height from the end portion. Accordingly, an angle 54 formed by the rigid elements is calculated. On the other hand, the portion other than the portion defining the curled portion is a straight portion, and the angle of the rigid element is uniformly 0 °.

これらの全ての剛体要素が成す角度を復元力計算のための基準角度、すなわち復元力が0の状態である、として格納する。そして、後述する運動計算処理を開始すると、任意の形状で定義された柔軟媒体は、各剛体要素が前記基準角度に戻るような復元力を発生する。   The angles formed by all these rigid elements are stored as a reference angle for restoring force calculation, that is, the restoring force is zero. When a motion calculation process described later is started, the flexible medium defined in an arbitrary shape generates a restoring force such that each rigid element returns to the reference angle.

次に、柔軟媒体の媒体種の選択について説明する。本実施の形態の媒体種選択画面2Jには、代表的な柔軟媒体種名が予め登録してあり、計算しようとしている柔軟媒体の種類をポインティングデバイス205でクリックして選択する。後述する運動計算処理に必要となるパラメータは、柔軟媒体のヤング率、密度、及び厚さの情報であり、媒体種選択画面2J中に表示される紙種には前記パラメータがデータベースとして割り当てられている。   Next, selection of the medium type of the flexible medium will be described. In the medium type selection screen 2J of the present embodiment, representative flexible medium type names are registered in advance, and the type of flexible medium to be calculated is selected by clicking with the pointing device 205. Parameters required for the motion calculation process described later are information on the Young's modulus, density, and thickness of the flexible medium, and the parameters are assigned as a database to the paper type displayed in the medium type selection screen 2J. Yes.

本実施の形態では、媒体種に再生紙Aを選択しているが、これによって、前記パラメータとして、再生紙Aのヤング率5409Mpa、密度6.8×10−7kg/mm3、紙厚0.0951mmという値がデータベースから選択されることになる。   In the present embodiment, recycled paper A is selected as the medium type. As a result, the Young's modulus of recycled paper A is 5409 Mpa, the density is 6.8 × 10 −7 kg / mm 3, and the paper thickness is 0.0951 mm. Will be selected from the database.

なお、カール部は、直線部に比べて剛性が上がるという物理的データに基づいて、自動的に回転バネの剛性に係数を乗じて直線部よりも高いバネ剛性が設定される。再生紙Aの例では、直線部に対してカール部のバネ剛性が1.6倍になっている。   The curled portion is set to have a spring stiffness higher than that of the straight portion by automatically multiplying the stiffness of the rotary spring by a coefficient based on physical data indicating that the stiffness is higher than that of the straight portion. In the example of recycled paper A, the spring stiffness of the curled portion is 1.6 times that of the straight portion.

<搬送条件と摩擦係数の設定>
前述したような、柔軟媒体のモデル定義によってバネ−質量要素への離散化が行われた後に、搬送条件の設定を行う。この搬送条件設定処理では、搬送ローラの駆動条件、搬送経路の分岐を行うフラッパーの制御、及び搬送ガイドや搬送ローラと柔軟媒体との接触時の摩擦係数を定義する。
<Setting transport conditions and friction coefficient>
After the discretization into the spring-mass element is performed by the model definition of the flexible medium as described above, the transport condition is set. In this transport condition setting process, the drive conditions of the transport roller, the control of the flapper that branches the transport path, and the friction coefficient when the transport guide or transport roller contacts the flexible medium are defined.

図11及び図12は、本実施の形態に係る搬送条件設定処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。   11 and 12 are screen display diagrams illustrating an example of a screen displayed in the conveyance condition setting process according to the present embodiment.

メニューバー1中の「搬送条件」ボタン1cを押すと、サブ構成メニュー2に、駆動条件、摩擦係数及び搬送ローラを定義する画面が表示される。図11では、搬送ローラの駆動制御の入力例を示しており、今、サブ構成メニュー2の駆動条件「ローラ」を選択した段階(図11の「ローラ」の部分が反転表示されている)である。   When the “conveyance condition” button 1 c in the menu bar 1 is pressed, a screen for defining the drive condition, the friction coefficient, and the conveyance roller is displayed in the sub-configuration menu 2. FIG. 11 shows an input example of the drive control of the transport roller. At the stage when the driving condition “roller” in the sub-configuration menu 2 is selected (the “roller” portion in FIG. 11 is highlighted). is there.

サブ構成メニュー2の「ローラ」を選択した状態で、グラフィック画面3に表示してある搬送ローラの中から駆動条件を定義する搬送ローラを選択する。必要な搬送ローラの選択が終了した時点でコマンド欄4に、特徴点の入力として時間とローラの回転数を入力すると、図12に示されるようにグラフィック画面3に、時間に対するローラの回転数を示すグラフが表示される。   With “roller” in the sub-configuration menu 2 selected, a transport roller that defines a drive condition is selected from the transport rollers displayed on the graphic screen 3. When the selection of the necessary transport rollers is completed, if the time and the number of rotations of the roller are input to the command field 4 as feature points, the number of rotations of the roller with respect to time is displayed on the graphic screen 3 as shown in FIG. A graph is displayed.

例えば、コマンド欄4から、時間と回転数の組から成る特徴点を随時入力すると、グラフィック画面3にグラフを作成、表示することができる。本実施の形態では、0〜1秒までに直線的に搬送ローラの回転数を0〜120rpmまで上昇させ、1〜3秒までは120rpmを維持、3〜4秒の間に120rpm〜0に減速するように特徴点の入力を行った。その結果として、横軸に時間、縦軸にローラの回転数を取ったグラフが図12に示すようにグラフィック画面3に表示されている。   For example, a graph can be created and displayed on the graphic screen 3 by inputting a feature point consisting of a set of time and rotation number from the command column 4 as needed. In this embodiment, the rotation speed of the conveyance roller is linearly increased from 0 to 120 rpm by 0 to 1 second, maintained at 120 rpm until 1 to 3 seconds, and decelerated to 120 rpm to 0 during 3 to 4 seconds. The feature points were input as follows. As a result, a graph with time on the horizontal axis and the number of roller rotations on the vertical axis is displayed on the graphic screen 3 as shown in FIG.

摩擦係数を定義する場合も、サブ構成メニュー2の駆動条件の中の「摩擦係数」を選択した状態で、グラフィック画面3に表示してある搬送ローラ又は搬送ガイドを個々に選択し、それら選択された搬送ローラ又は搬送ガイド毎に柔軟媒体との摩擦係数μをコマンド欄4より入力する。柔軟媒体の質点と搬送ローラ又は搬送ガイドとの接触計算により得られる垂直抗力をNとすると、前記入力された摩擦係数μにより、図13のように柔軟媒体の搬送方向とは逆向きに摩擦力μNが働くように設定される。   Even when the friction coefficient is defined, the conveyance roller or the conveyance guide displayed on the graphic screen 3 is individually selected with “friction coefficient” selected in the drive condition of the sub-configuration menu 2 and selected. The friction coefficient μ with the flexible medium is input from the command column 4 for each transport roller or transport guide. Assuming that the normal force obtained by the contact calculation between the mass point of the flexible medium and the conveyance roller or the conveyance guide is N, the frictional force in the direction opposite to the conveyance direction of the flexible medium as shown in FIG. It is set so that μN works.

<運動計算処理>
次に、搬送経路内での柔軟媒体の運動を計算する運動計算処理について、図14を参照して説明する。
<Motion calculation processing>
Next, a motion calculation process for calculating the motion of the flexible medium in the transport path will be described with reference to FIG.

図14は、本実施の形態に係る運動計算処理を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart showing the motion calculation process according to the present embodiment.

まずステップS61では、運動計算の実時間Tと、運動方程式の解を数値的に求める際に使用する数値時間積分の時間刻みΔtとを設定する。以降ステップS62〜ステップS67が数値時間積分のループであり、柔軟媒体の運動は初期時間からΔt毎に計算され、RAM209に結果が保存される。   First, in step S61, an actual time T of motion calculation and a time step Δt of numerical time integration used when numerically finding the solution of the motion equation are set. Thereafter, steps S62 to S67 are a loop of numerical time integration, and the motion of the flexible medium is calculated every Δt from the initial time, and the result is stored in the RAM 209.

ステップS62では、Δt秒後の計算を行う際に必要な初期加速度、初期速度、初期変位を設定する。これらの値は1サイクル終わる毎にその計算結果(すなわち前回のサイクルの計算値を初期値とする)が投入される。   In step S62, an initial acceleration, an initial speed, and an initial displacement necessary for calculation after Δt seconds are set. As for these values, the calculation result (that is, the calculation value of the previous cycle is set as the initial value) is input every time one cycle ends.

続くステップS63では、柔軟媒体を形成する各質点に働く力を定義する。この力には、回転モーメント、引っ張り力で表される復元力、接触力、摩擦力、重力、空気抵抗力、及びクーロン力があり、個々の質点に対し働く力を計算した後、その合力を最終的に柔軟媒体に加わる力として定義する。   In subsequent step S63, forces acting on the respective mass points forming the flexible medium are defined. This force includes rotational moment, restoring force expressed by pulling force, contact force, friction force, gravity, air resistance force, and Coulomb force. After calculating the force acting on each mass point, the resultant force is It is defined as the force finally applied to the flexible medium.

次のステップS64では、前記ステップS63で求めた各質点に働く力の合力を質点の質量で除し、さらに初期加速度を加算することでΔt秒後の加速度を計算し、さらにステップS65では速度を、ステップS66では変位を計算する。すなわち、ステップS65では、加速度にΔtを乗算し、さらに初速度を加算することでΔt秒後の速度を計算し、ステップS66では、速度にΔtを乗算し、さらに初期変位を加算することでΔt秒後の変位を計算する。   In the next step S64, the resultant force of each mass point obtained in step S63 is divided by the mass of the mass point, and the acceleration after Δt seconds is calculated by adding the initial acceleration, and in step S65, the speed is calculated. In step S66, the displacement is calculated. That is, in step S65, the acceleration is multiplied by Δt, and the initial velocity is added to calculate the velocity after Δt seconds. In step S66, the velocity is multiplied by Δt, and the initial displacement is added to obtain Δt. Calculate the displacement in seconds.

なお、本実施の形態ではステップS63〜ステップS66の一連のΔt秒後の物理量計算にEulerの時間積分手法を採用しているが、Kutta−merson、Newmark−β法、Willson−θ法等、他の時間積分手法を採用しても良い。   In this embodiment, Euler's time integration method is used for the physical quantity calculation after a series of Δt seconds in steps S63 to S66. However, the Kutta-merson, Newmark-β method, Willson-θ method, etc. The time integration method may be adopted.

そして、ステップS67では、計算時刻がステップS61で設定した実時間Tに到達したか否かを判断し、到達していれば当該運動計算処理を終了する。到達していない場合は再度ステップS62に戻り、時間積分を繰り返す。   In step S67, it is determined whether or not the calculation time has reached the real time T set in step S61. If the calculation time has reached, the motion calculation process is terminated. If not, the process returns to step S62 again, and the time integration is repeated.

<カール部を定義した柔軟媒体の挙動シミュレーションの概要>
上述したようにカール部を定義した後に運動計算を行うと、図10を用いて説明したように、カール部においては、設定されたカール部の形状で復元力が0となるように、カール部の形状を基準とした復元力が発生し、柔軟媒体に定義したカール部の形状が現れる。また、カールを定義していない部分は直線部と見なされ、直線形状で復元力0となるように復元力が発生し、直線に戻るような挙動となる。
<Summary of behavior simulation of flexible media with curled part>
When the motion calculation is performed after the curl portion is defined as described above, as described with reference to FIG. 10, the curl portion is set so that the restoring force becomes 0 in the set curl shape. A restoring force is generated based on the shape of the curl, and the shape of the curl portion defined in the flexible medium appears. Further, a portion where the curl is not defined is regarded as a straight portion, and a restoring force is generated so that the restoring force becomes zero in a linear shape, and the behavior returns to a straight line.

この点について、図15のフローチャートを用いて説明する。図15は、CPU206がROM206からRAM209に読み出されたプログラムに基づいて実行される、カール部を定義した柔軟媒体の挙動シミュレーションの概要を示すフローチャートであり、上記詳述した本実施の形態の処理の特徴部分を表している。   This point will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 15 is a flowchart showing an outline of the behavior simulation of the flexible medium defining the curled portion, which is executed by the CPU 206 based on the program read from the ROM 206 to the RAM 209, and the processing according to the embodiment described above in detail. Represents the characteristic part.

まず、前述したように、CPU206は、ユーザの操作に応じて柔軟媒体の定義の設定を行った後、カール部の形状定義の設定を行う(ステップS111)。次に柔軟媒体を剛体要素に分割する(ステップS112)。ここで、柔軟媒体は、カール部を定義した端部以外は直線部である。直線部では各剛体要素が成す角度は0°であり、この角度0°が基準角度として格納される(ステップS113)。一方、カール部を定義した端部では、そのカール形状が決定しているため、各剛体要素同士が成す角度として該カール形状に対応した0°以外の角度が基準角度としてRAM209に格納される(ステップS114)。   First, as described above, the CPU 206 sets the definition of the flexible medium in accordance with the user's operation, and then sets the shape definition of the curled portion (step S111). Next, the flexible medium is divided into rigid elements (step S112). Here, the flexible medium is a straight portion except for the end portion defining the curled portion. In the straight line portion, the angle formed by each rigid body element is 0 °, and this angle 0 ° is stored as a reference angle (step S113). On the other hand, since the curl shape is determined at the end portion defining the curl portion, an angle other than 0 ° corresponding to the curl shape is stored in the RAM 209 as the reference angle as the angle formed between the rigid elements ( Step S114).

そして、前述したように、CPU206は、運動計算(シミュレーション)の開始(ステップS115)に応じて、前記ステップS113、S114で格納した角度に対して、角度の差が生じると、その角度に戻るように各質点に復元力を発生させる(ステップS116)。   As described above, the CPU 206 returns to the angle when the difference between the angles stored in the steps S113 and S114 occurs in response to the start of the motion calculation (simulation) (step S115). A restoring force is generated at each mass point (step S116).

これにより、柔軟媒体の初期形状を任意の曲線形状で定義した場合でも、運動計算の1ステップ目から直線部は直線に戻ろうとし、カール部は定義したカール形状に戻ろうとする挙動が見られる。   As a result, even when the initial shape of the flexible medium is defined as an arbitrary curved shape, the straight line portion tries to return to the straight line from the first step of the motion calculation, and the curl portion behaves to return to the defined curl shape. .

図16は、カール部を定義した柔軟媒体の挙動シミュレーションの一例を示す概念図である。同図において、点線で示した柔軟媒体22は運動計算処理を開始する前の形状である。運動計算処理を開始すると、柔軟媒体22の剛体要素が成す角度が前記の基準角度に戻ろうとし、運動計算開始後の柔軟媒体22Aが搬送ガイド100に接触している。その後も、運動計算処理は、設定した実時間Tに達するまで前述の通り行われる。   FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating an example of a behavior simulation of a flexible medium in which a curled portion is defined. In the figure, a flexible medium 22 indicated by a dotted line has a shape before starting the motion calculation process. When the motion calculation process is started, the angle formed by the rigid elements of the flexible medium 22 tries to return to the reference angle, and the flexible medium 22A after the start of the motion calculation is in contact with the transport guide 100. Thereafter, the motion calculation process is performed as described above until the set real time T is reached.

このように、運動計算処理の開始前において、カール部の形状を数値入力等により決定しておき、運動計算処理の開始後にカール部の形状が現れるように復元力を発生させるのである。これにより、搬送経路途中の、カール部の高さよりも狭い部分でも、柔軟媒体にカール部を設定して支障なく描画することができる。   In this manner, the shape of the curled portion is determined by numerical input or the like before the start of the motion calculation process, and a restoring force is generated so that the shape of the curled portion appears after the start of the motion calculation processing. As a result, even in a portion of the conveyance path that is narrower than the height of the curled portion, the curled portion can be set on the flexible medium and drawn without any trouble.

<結果表示処理>
図17は、本実施の形態に係る結果表示処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。
<Result display process>
FIG. 17 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the result display process according to the present embodiment.

結果表示はメニューバー1中の「結果表示」ボタン1dを押すと、図17に示すようにサブ構成メニュー2には、動画メニューとプロットメニューが表示される。サブ構成メニュー2の中では、動画とプロットの内容を選択できるようになっている。動画メニューは、再生ボタン71、停止ボタン72、ポーズボタン73、早送りボタン74、及び巻き戻しボタン75を有している。これらのボタンによりグラフィック画面3で柔軟媒体の挙動を可視化することができる。   As a result display, when a “result display” button 1d in the menu bar 1 is pressed, a moving image menu and a plot menu are displayed in the sub-configuration menu 2 as shown in FIG. In the sub-configuration menu 2, the contents of moving images and plots can be selected. The moving picture menu includes a play button 71, a stop button 72, a pause button 73, a fast forward button 74, and a rewind button 75. With these buttons, the behavior of the flexible medium can be visualized on the graphic screen 3.

結果表示処理の後は、グラフ表示処理を行う。図18は、本実施の形態に係るグラフ表示処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。   After the result display process, a graph display process is performed. FIG. 18 is a screen display diagram illustrating an example of a screen displayed in the graph display processing according to the present embodiment.

このグラフ表示処理では、サブ構成メニュー2のプロットメニューから、グラフ化したい質点の加速度、速度、変位、及び抵抗のいずれかの計算結果を選択すると、図18に示すように、グラフィック画面3に時系列グラフが表示される。   In this graph display processing, when any of the calculation results of acceleration, velocity, displacement, and resistance of the mass point to be graphed is selected from the plot menu of the sub-configuration menu 2, the time is displayed on the graphic screen 3 as shown in FIG. A series graph is displayed.

<実施の形態の利点>
(1)例えば、カール部の高さとカール部の端部からの水平距離を数値入力することにより、柔軟媒体上のカール部を定義するようにしたので、カール部の高さよりも狭い搬送径路内でもカール部を円弧で描画せずに設定することができ、搬送径路内の途中の任意の地点に柔軟媒体を設置することができる。
<Advantages of the embodiment>
(1) For example, the curl portion on the flexible medium is defined by numerically inputting the height of the curl portion and the horizontal distance from the end of the curl portion, so that the inside of the conveyance path narrower than the height of the curl portion However, the curled portion can be set without drawing with an arc, and the flexible medium can be set at an arbitrary point in the conveyance path.

(2)搬送径路途中の、カール部の高さよりも狭い部分でも、柔軟媒体にカール部を設定することができるので、カール部を有する柔軟媒体の挙動シミュレーションを、搬送径路内のカール部の高さより狭い部分からスタートすることが可能になり、運動計算の開始前のモデル作成の負荷を軽減させることができる。そして、このシミュレーションにより、カールが原因の柔軟媒体の詰まりなどの不具合を容易に予測することが可能になる。したがって、シミュレーション上の詳細な知識を有さない設計者であっても、実際に実物を作製する前からカールという悪条件で搬送経路の機能評価が可能になる。   (2) Since the curled portion can be set on the flexible medium even in the middle of the conveying path, which is narrower than the height of the curled portion, the behavior simulation of the flexible medium having the curled portion can be performed at the height of the curled portion in the conveying path. It is possible to start from a narrower portion, and the load of model creation before the start of motion calculation can be reduced. This simulation makes it possible to easily predict problems such as clogging of the flexible medium caused by curling. Therefore, even a designer who does not have detailed knowledge on the simulation can evaluate the function of the transport path under an adverse condition of curling before actually manufacturing the actual product.

(3)運動計算の開始前は、カール部での各剛体要素同士が成す角度を算出し、カール部を定義していない部分を直線部と見なしてその各剛体要素が成す角度を0°と算出し、運動計算の開始後は、これら算出された角度を復元力0の状態であるとして、回転バネの復元力を計算するようにしたので、運動計算における柔軟媒体の直線部とカール部の場合分けが可能となり、柔軟媒体の初期形状を任意の形状で作成したとしても、カールした柔軟媒体の挙動を精度良く得ることができる。   (3) Before starting the motion calculation, the angle formed by the rigid elements in the curled part is calculated, and the part formed without defining the curled part is regarded as a straight line part, and the angle formed by the rigid elements is 0 °. After the calculation and the motion calculation is started, it is assumed that these calculated angles are in the state of the restoring force 0, and the restoring force of the rotary spring is calculated. Therefore, the linear portion and the curl portion of the flexible medium in the motion calculation are calculated. Even if the initial shape of the flexible medium is created in an arbitrary shape, the behavior of the curled flexible medium can be obtained with high accuracy.

(4)カール部を定義した柔軟媒体の端部には、カールを設定していない場合と区別するためのマーキングを行うようにしたので、カール部を定義した部分とそうでない部分を明確に区別することができ、モデル作成時のミスを防ぐことが可能になる。   (4) Since the end of the flexible medium in which the curled portion is defined is marked to distinguish it from the case where the curled portion is not set, the portion that defines the curled portion is clearly distinguished from the portion that does not. This makes it possible to prevent mistakes during model creation.

(5)カールした部分は直線部よりも剛性が上がるという物理的実験データに基づいて、自動的に回転バネの剛性に係数を乗じ、直線部よりも高いバネ剛性を設定するようにしたので、より実現象に近いシミュレーションが可能となり、実際の使用環境で起こり得る不具合の予測を精度良く行うことができ、最適な搬送経路設計が可能になる。   (5) Based on the physical experiment data that the curled part has higher rigidity than the straight part, the rigidity of the rotary spring is automatically multiplied by a coefficient, and the spring rigidity higher than the straight part is set. A simulation closer to the actual phenomenon is possible, a failure that may occur in an actual use environment can be predicted with high accuracy, and an optimum transport route design can be performed.

なお、本発明の目的は、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憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによって達成される。   Note that an object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the embodiments to a system or apparatus, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus as a storage medium. This is accomplished by reading and executing stored program code.

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前述した実施の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及び該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。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention.

また、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、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。又は、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。   Examples of the storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, and a DVD. -RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. can be used. Alternatively, the program code may be downloaded via a network.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティング・システム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code, etc. Includes a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing.

更に、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備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes a case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

実施の形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the simulation apparatus which concerns on embodiment. 搬送機構を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the process which defines a conveyance mechanism. 柔軟媒体を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the process which defines a flexible medium. 柔軟媒体にカール部を定義する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the process which defines a curl part in a flexible medium. カール部の定義に使用するカール定義画面を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows the curl definition screen used for the definition of a curl part. カール部の形状を決定する処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the process which determines the shape of a curl part. カール部の定義に使用する他のカール定義画面を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows the other curl definition screen used for the definition of a curl part. カール定義後に表示される画面例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows the example of a screen displayed after curl definition. 柔軟媒体を複数の剛体要素に分割する処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure showing an example of a screen displayed in the case of processing which divides a flexible medium into a plurality of rigid elements. カール部の分割処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the division | segmentation process of a curl part. 実施の形態に係る搬送条件設定処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the conveyance condition setting process which concerns on embodiment. 実施の形態に係る搬送条件設定処理の際に表示される別画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of another screen displayed in the case of the conveyance condition setting process which concerns on embodiment. 搬送条件設定処理時の摩擦係数の説明図である。It is explanatory drawing of the friction coefficient at the time of a conveyance condition setting process. 実施の形態に係る運動計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exercise | movement calculation process which concerns on embodiment. カール部を定義した柔軟媒体の挙動シミュレーションの概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the behavior simulation of the flexible medium which defined the curl part. カール部を定義した柔軟媒体の挙動シミュレーションの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the behavioral simulation of the flexible medium which defined the curl part. 実施の形態に係る結果表示処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the result display process which concerns on embodiment. 実施の形態に係るグラフ表示処理の際に表示される画面の一例を示す画面表示図である。It is a screen display figure which shows an example of the screen displayed in the case of the graph display process which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 メニューバー
2 サブ構成メニュー
3 グラフィック画面
4 コマンド欄
22 柔軟媒体
40 カール部を示す仮線
51 質点
52 回転バネ
53 並進バネ
54 カール部の剛体要素が成す角度
100 搬送経路
204 キーボード
205 ポインティングデバイス(PD)
206 CPU
208 ROM
209 RAM
210 ハードディスクドライブ(HDD)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Menu bar 2 Sub structure menu 3 Graphic screen 4 Command field 22 Flexible medium 40 Temporary line 51 which shows a curl part Mass point 52 Rotating spring 53 Translation spring 54 The angle 100 which the rigid body element of a curl part comprises Conveyance path 204 Keyboard 205 Pointing device (PD )
206 CPU
208 ROM
209 RAM
210 Hard disk drive (HDD)

Claims (7)

搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置において、
予め定義された搬送経路内の構成部品を表示画面上に表示する構成部品表示手段と、
前記構成部品表示手段によって前記構成部品が表示される表示画面上において、前記搬送経路内で動作がシミュレーションされる柔軟媒体の初期位置および形状を設定する初期位置設定手段と、
前記柔軟媒体に対してカール部の形状を設定するカール設定手段と、
前記カール設定手段によってカールが設定された柔軟媒体のシミュレーションを実行するシミュレーション手段とを有し、
前記シミュレーション手段は、シミュレーションの開始に応じて、前記設定された柔軟媒体の初期位置および形状に基づき、前記柔軟媒体における前記設定されたカール部については前記設定されたカール部の形状を基準として復元力を発生させ、前記柔軟媒体における前記カール部が設定されていない部分については直線形状を基準として復元力を発生させることを特徴とするシミュレーション装置。
In a simulation apparatus for simulating the behavior of a sheet-like flexible medium moving in a conveyance path,
Component display means for displaying on the display screen the components in the predefined transport path;
An initial position setting means for setting an initial position and a shape of a flexible medium whose operation is simulated in the transport path on a display screen on which the component parts are displayed by the component part display means;
A car Le setting means for setting the shape of the curl portion with respect to said flexible medium,
And a simulation means for performing a simulation of the flexible medium that curled portion is set by the car Le setting means,
The simulation means restores the set curled portion of the flexible medium based on the set shape of the curled portion based on the set initial position and shape of the flexible medium at the start of simulation. to generate a force, the simulation for the portion where the curled portion is not set in the flexible medium, characterized in that to generate the restoring force relative to the linear shape device.
前記カール設定手段は、前記初期位置設定手段によって設定された柔軟媒体の端部の指定に応じて表示されるウインドウ画面上において、前記柔軟媒体のカール部の形状として、カールの長さおよび高さを設定することを特徴とする請求項1記載のシミュレーション装置。 The curl setting means has a curl length and height as a shape of the curl portion of the flexible medium on a window screen displayed according to the designation of the end of the flexible medium set by the initial position setting means. The simulation apparatus according to claim 1, wherein: 前記シミュレーション手段によるシミュレーションの開始前に、前記構成部品表示手段によって前記構成部品が表示される表示画面上において、前記カール設定手段によってカール部が設定された柔軟媒体の端部を、前記初期位置設定手段で設定された柔軟媒体の初期位置および形状と区別して表示することを特徴とする請求項1記載のシミュレーション装置。Before starting the simulation by the simulation means, on the display screen on which the component parts are displayed by the component display means, the end of the flexible medium in which the curl part is set by the curl setting means is set to the initial position. The simulation apparatus according to claim 1, wherein the simulation apparatus displays the distinction from the initial position and shape of the flexible medium set by the means. 前記柔軟媒体は、質量を持った複数の剛体要素に分割して質点とバネで表現され、曲げと引っ張りの力に反応する弾性体として定義し、前記カール設定手段によってカール部が設定された柔軟媒体の端部以外は各剛体要素が成す角度が0°の直線部であり、該角度0°を基準データとして設定することを特徴とする請求項1記載のシミュレーション装置。The flexible medium is defined as an elastic body that is divided into a plurality of rigid elements having mass and is expressed by mass points and springs, and reacts to bending and pulling forces, and the curled portion is set by the curl setting means. 2. The simulation apparatus according to claim 1, wherein the rigid elements other than the end portion of the medium are linear portions having an angle of 0 [deg.], And the angle of 0 [deg.] Is set as reference data. 前記カール部は、前記直線部よりも高いバネ剛性を設定することを特徴とする請求項4に記載のシミュレーション装置。The simulation apparatus according to claim 4, wherein the curl portion sets higher spring rigidity than the linear portion. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシミュレーション装置の機能をコンピュータで実現するためのプロクラムコードを備えた、コンピュータ読み取り可能なプログラム。A computer-readable program comprising a program code for realizing the function of the simulation apparatus according to any one of claims 1 to 5 by a computer. 搬送経路内を移動するシート状の柔軟媒体の挙動をシミュレーションするシミュレーション装置のシミュレーション方法であって、  A simulation method of a simulation apparatus for simulating the behavior of a sheet-like flexible medium moving in a conveyance path,
予め定義された搬送経路内の構成部品を表示画面上に表示する構成部品表示工程と、  A component display step for displaying the components in the predefined transport path on the display screen;
前記構成部品表示工程によって前記構成部品が表示される表示画面上において、前記搬送経路内で動作がシミュレーションされる柔軟媒体の初期位置および形状を設定する初期位置設定工程と、  An initial position setting step for setting an initial position and a shape of a flexible medium whose operation is simulated in the transport path on a display screen on which the component is displayed by the component display step;
前記柔軟媒体に対してカール部の形状を設定するカール設定工程と、  A curl setting step for setting a shape of a curled portion with respect to the flexible medium;
前記カール設定工程によってカール部が設定された柔軟媒体のシミュレーションを実行するシミュレーション工程とを有し、  A simulation process for executing a simulation of a flexible medium in which a curled portion is set by the curl setting process,
前記シミュレーション工程は、シミュレーションの開始に応じて、前記設定された柔軟媒体の初期位置および形状に基づき、前記柔軟媒体における前記設定されたカール部については前記設定されたカール部の形状を基準として復元力を発生させ、前記柔軟媒体における前記カール部が設定されていない部分については直線形状を基準として復元力を発生させることを特徴とするシミュレーション方法。  The simulation step restores the set curled portion of the flexible medium based on the set shape of the curled portion based on the set initial position and shape of the flexible medium at the start of simulation. A simulation method characterized in that a force is generated and a restoring force is generated with reference to a linear shape for a portion of the flexible medium where the curled portion is not set.
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