JP4773837B2 - 空気溜まり解析装置 - Google Patents

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Description

本発明は、空気溜まり解析装置に係り、特に、検出した空気溜まりの最高部位の検出を行うことができる空気溜まり解析装置に関する。
自動車車両の車体等を電着液で満たされた電着槽に浸漬させて行う電着塗装は、塗膜を略均一に形成することができ、被電着物の溶接部分にも塗装を行うことができる等の利点がある。この反面、車体のフード内面、ルーフ内面及びフロア下面等の凸部にエアーポケットと呼ばれる空気溜まりが生じ、空気溜まりが発生した部分に塗膜を形成することができないという欠点がある。
そこで、被塗装物（被塗装ワーク）を電着槽に浸漬させた際に、空気溜まりが発生するか否かを判定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この手法では、まず、被塗装ワークの各表面をその頂点座標データに基づいて任意数の三角ポリゴン（三角形の要素）に分割し、各々の三角ポリゴン（三角形の要素）について、被塗装ワークを入槽角の姿勢にて浸漬槽に模擬浸漬した際に空気溜まりとなりうる表面部位であるか否かの判定をするものである。
ここで、空気溜まりの発生を防ぐための対策の一つとして被塗装ワークの空気溜まりが発生する部分に穴を設け、その穴から液体塗料を空気溜まりが発生するであろう部位に流入させ、空気溜まりの発生を防ぐ手段がある。即ち、空気溜まりの発生を防ぐためには被塗装ワークにおいて空気溜まりが発生された部位の最も高い位置に穴を設ければよい。
特開２０００−５１７５０号公報
しかし、従来の手法によっては、空気溜まりの検出を行うことはできても、空気溜まりの発生を防ぐために空気溜まりの発生を防ぐための対策の一つである被塗装ワークに穴を設けるという手段をとる際に、その穴を設ける位置を検出することはできない。
本発明の課題は、空気溜まりの発生の有無を解析できると共に、被塗装ワークの空気溜まりが発生する部位の中で最も高い位置を検出できる空気溜まり解析装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の空気溜まり解析装置は、 液体塗料に浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークに対応する形状データを複数の要素に分割した後に、
前記被塗装ワークのフリーエッジに隣接する要素の属性情報を液体と決定すると共に、それ以外の要素の属性情報を気体と設定した後、前記属性情報が気体と決定された要素と隣接する属性情報を気体と設定された要素との重力方向と反対方向の高さを比較し、
該比較の結果、前記隣接する属性情報を気体と設定された要素の高さが属性情報を液体と決定された要素の高さより高い場合は、前記隣接する要素の属性情報を気体と決定する一方、属性情報が液体と決定された要素の高さより低い場合又は同じ場合は、前記隣接する要素の属性情報を液体と決定し、
前記属性情報を気体と決定された要素を空気溜まりとして検出し、
前記属性情報を液体と決定された要素と気体と決定された要素との境界線を前記空気溜まりと液体塗料の境界線として検出し、
前記境界線に隣接して前記属性情報が液体と決定された要素のうちで最も高い位置の要素よりも低い位置にあって前記属性情報が気体と決定された要素、及び同じ高さに位置して前記属性情報が気体と決定された要素の属性情報を液体に変更することで前記境界線を水平線に近づける修正を行い、
前記修正を行った空気溜まりについて、前記境界線に接する属性情報が気体とされた要素の属性情報を気液に変更し、
前記属性情報を気液に変更された要素とこれに隣接する属性情報が気体と決定とされた要素の高さを比較すること、及び、該比較の結果、前記属性情報を気液とされた要素の高さが前記属性情報を気体と決定された要素の高さよりも低い又は同じと判断した場合には前記属性情報を気体と決定された要素の属性情報を気液に変更することを繰り返すことで、前記空気溜まりの最高部位の検出を行う演算手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記属性情報を液体と決定された要素に隣接する要素の属性情報が全て決定するまで前記属性情報を液体と決定された要素と前記属性情報を気体と決定された要素の高さを比較することで空気溜まりの検出を行うことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気溜まり解析装置において、前記境界線を水平線に近づける修正は、前記境界線に接する属性情報が液体と決定された要素のうち最も高い位置に位置する要素及び前記境界線に接する属性情報が気体決定された要素のうち最も低い位置に位置する要素を検出し、
前記検出した属性情報が液体と決定されている要素と前記検出した属性情報が気体と決定された要素の高さを比較し、
前記検出した属性情報が液体と決定された要素の高さより前記検出した属性情報が気体と決定された要素が低い場合又は同じ場合は、前記検出した属性情報が気体と決定された要素の属性情報を液体に変更した後、更に前記境界線に接する属性情報が気体と決定された要素のうち最も低い位置に位置する要素を検出することを繰り返し、
前記検出した属性情報が気体と決定された要素の高さが前記検出した属性情報が液体と決定された要素の高さより高い場合は、前記境界線を確定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記被塗装ワークから複数の空気溜まりと液体塗料の境界線を検出した場合、一の境界線について一回の修正を行った後には他の境界線の修正を行うことにより前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づける修正を行うことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記境界線を水平線に近づける修正を行う毎に前記空気溜まりと前記液体塗料の境界線の検出を行うことで前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づけるような修正を行うことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、属性情報が気液に変更された要素と属性情報が気体と決定された要素との高さの比較を行った後に、前記属性情報を気体と決定された要素の属性情報を気液に変更した場合は、属性情報を気液とされた要素と属性情報が気体と決定された要素との境界線を再度検出し、属性情報が気液と決定された要素とその要素に隣接しつつ前記再度検出された境界線に接している未だ比較対象となっていない属性情報が気体と設定された要素を抽出し、属性情報が気体とされた要素の高さが属性情報が気液とされた要素より低いかの判断を行うことを繰り返し、属性情報が気体とされた要素より低い又は同じと判断される属性情報が気液と決定された要素がなくなったと判断した場合は、前記空気溜まりの最高部位の位置の特定を行うことを特徴とする。
請求項７に記載の空気溜まり解析装置は、液体塗料に浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データの入力を行う為の入力手段と、
前記被塗装ワークに対応する形状データの表面に複数の節点を配置し、前記被塗装ワークのフリーエッジに隣接する節点の属性情報を液体と決定すると共に、それ以外の節点の属性情報を気体と設定した後、前記属性情報が液体と決定された節点と隣接する属性情報を気体と設定された節点との重力方向と反対方向の高さを比較し、
該比較の結果、前記隣接する属性情報を気体と設定された節点の高さが属性情報を液体と決定された節点の高さより高い場合又は同じ場合は、前記隣接する節点の属性情報を気体と決定する一方、属性情報が液体と決定された節点の高さより低い場合は、前記隣接する節点の属性情報を液体と決定し、
前記属性情報を気体と決定された節点を空気溜まりとして検出し、
前記属性情報を液体と決定された節点と気体と決定された節点との境界線を前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線として検出し、
前記境界線に隣接して前記属性情報が液体と決定された節点のうちで最も高い位置の節点よりも低い位置にあって前記属性情報が気体と決定された節点、及び同じ高さに位置して前記属性情報が気体と決定された節点の属性情報を液体に変更することで前記境界線を水平線に近づけるような修正を行い、
前記修正を行った空気溜まりについて、前記境界線に接する属性情報が気体と決定された節点の属性情報を気液に変更し、
前記属性情報を気液に変更された節点とこれに隣接する属性情報が気体と決定された節点の高さを比較すること、及び該比較の結果、前記属性情報を気液とされた節点の高さが前記属性情報を気体と決定された節点の高さよりも低い又は同じと判断した場合には前記属性情報を気体と決定された節点の属性情報を気液に変更することを繰り返すことで、前記空気溜まりの最高部位の検出を行う演算手段とを備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記属性情報を液体と決定された節点に隣接する節点の属性情報が全て決定するまで前記属性情報を液体と決定された節点と前記属性情報を気体と決定された節点の高さを比較することで空気溜まりの検出を行うことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の空気溜まり解析装置において、
前記境界線を水平に近づける修正は、前記境界線に接する属性情報が液体と決定された節点のうち最も高い位置に位置する節点及び前記境界線に接する属性情報が気体と決定された節点のうち最も低い位置に位置する節点を検出し、
前記検出した属性情報が液体と決定されている節点と前記検出した属性情報が気体と決定された節点の高さを比較し、
前記検出した属性情報が液体と決定された節点の高さより前記検出した属性情報が気体と決定された節点が低い場合又は同じ場合は、前記検出した属性情報が気体と決定された節点の属性情報を液体に変更した後、更に前記境界線に接する属性情報が気体である節点のうち最も低い位置に位置する節点を検出することを繰り返し、
前記検出した属性情報が気体と決定された節点の高さが前記検出した属性情報が液体と決定された節点の高さより高い場合は、前記境界線を確定することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記被塗装ワークから複数の空気溜まりと液体塗料の境界線を検出した場合、一の境界線について一回の修正を行った後には他の境界線の修正を行うことにより前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づける修正を行うことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、前記境界線を水平線に近づける修正を行う毎に前記空気溜まりと前記液体塗料の境界線の検出を行うことで前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づけるような修正を行うことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置において、前記演算手段は、属性情報が気液に変更された接点と、前記属性情報が気体と決定された節点との高さの比較を行った後に、前記属性情報が気体と決定された節点の属性情報を気液に変更した場合は、属性情報が気液とされた接点と属性情報が気体と決定された節点との境界線を再度検出し、属性情報が気液と決定された節点とその節点に隣接しつつ前記再度検出された境界線に接しているまだに比較対象となっていない属性情報が気体と設定された節点を抽出し、属性情報が気体とされた節点の高さが属性情報が気液とされた節点より低いかの判断を行うことを繰り返し、属性情報が気体とされた節点より低い又は同じと判断される属性情報が気液と決定された節点がなくなったと判断した場合は、前記空気溜まりの最高部位の位置の特定を行うことを特徴とする。
上記課題を解決するため、請求項１又は請求項７に記載の発明によれば、空気溜まりの発生を解析することができると共に、被塗装ワークの空気溜まりが発生した部位の中で最も高い位置を検出することができる。そして、その位置に穴を設けることで被塗装ワークの空気溜まりが発生する位置に液体塗料を流入させて、空気溜まりが発生する部位を液体塗料で満たして空気溜まりの発生を防止することができる。
請求項２又は請求項８に記載の発明によれば、フリーエッジに隣接する要素の属性を液体と決定し、その他要素の属性を気体として属性を液体と設定し、属性を液体と決定された要素と属性を気体設定された要素の高さの比較を行うことで、空気溜まりの発生の有無を容易に判断することができる。
請求項３に記載の発明によれば、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線が水平線に対して相当程度傾斜したものであっても、その境界線に接する最も高い位置にある属性を液体と決定された要素及びその境界線に接する属性を気体と決定された要素の高さを比較して、最も低い位置にある属性を気体と決定された要素の属性を液体と変更していくことで、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近似したものとして導き出すことができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、要素の高さを比較する際に用いるその要素の特徴点がいかなるものであっても、空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近似したものに修正することができる。
請求項４又は請求項１０に記載の発明によれば、複数の空気溜まりと液体塗料の境界線が検出された場合にそれぞれの境界線について、一回の修正を行う毎に他の境界線の修正を行うことにより、それぞれの境界線の修正を効率よく行うことができる。
請求項５又は請求項１１に記載の発明によれば、一つの境界線について一回の修正を行うごとに境界線を検出して修正をするという処理を繰り返すことで、当初検出された一本の境界線が解析を繰り返すうちに被塗装ワーク内に形成されている凸部により分割された場合であっても、本来空気溜まりが発生するであろう部分についても空気溜まりの発生を検出できると共に、空気溜まりと液体塗料の境界線も水平線に近似したものとして導き出すことができる。
請求項６に記載の発明によれば、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線に属性情報が気体と決定された要素が全て接してしているかの判断を行い、属性情報が気体と決定された要素が全て接してしていると判断した場合には直ちに、空気溜まりの最高部位の検出を行うことができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、境界線に属性情報が気体と決定された要素が全て接してしていないと判断した場合は、境界線に接する属性情報が気液とされた要素とそれに隣接する属性情報が気体と決定されている要素の高さを比較していくことで、空気溜まりの最高部位の検出を行うことができる。
請求項９に記載の発明によれば、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線が水平線に対して相当程度傾斜したものであっても、その境界線に隣接する最も高い位置にある属性を液体と決定された節点及びその境界線に接する属性を気体と決定された節点の高さを比較して、最も低い位置にある属性を気体と決定された節点の属性を液体と変更していくことで、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近似したものとして導き出すことができる。
請求項１２に記載の発明によれば、検出された空気溜まりと液体塗料の境界線に属性情報が気体と決定された節点が全て接してしているかの判断を行い、属性情報が気体と決定された節点が全て接してしていると判断した場合には直ちに、空気溜まりの最高部位の検出を行うことができる。
また、請求項１２に記載の発明によれば、境界線に属性情報が気体と決定された節点が全て接してしていないと判断した場合は、境界線に接する属性情報が気液とされた節点とそれに隣接する属性情報が気体と決定されている節点の高さを比較していくことで、空気溜まりの最高部位の検出を行うことができる。
以下において、図面を参照しながら本実施の形態ついて説明する。なお、本実施の形態に係る発明は、図示例に限定されるものではない。図１はこの被塗装ワークについて浸漬塗装解析を実行するための空気溜まり解析装置１の実施形態を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の空気溜まり解析装置１は、ＣＰＵ２、記憶領域としてのＲＯＭ３及びＲＡＭ４からなる演算手段としての制御部５と、キーボード６と、キーボード６を制御するキーボードコントローラ９と、表示部としてのディスプレイ１０と、ディスプレイ１０を制御するディスプレイコントローラ１１と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２と、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）１３と、ＨＤＤ１２及びＦＤＤ１３を制御するディスクコントローラ１４と、ネットワーク１５との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ１６とが、システムバス１９を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３或いはハードディスクドライブ１２に記憶されたソフトウェア、或いはフレキシブルディスクドライブ１３より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス１９に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、ＣＰＵ２は、所定の処理シーケンスに従って処理プログラムを、ＲＯＭ３、或いはハードディスクドライブ１２、或いはフレキシブルディスクドライブ１３から読み出して実行することで、本実施形態の被塗装物における空気溜まり発生予測方法の動作を実現するための制御を行う。
制御部５は、キーボード６からの入力信号に応じて空気溜まりの発生の解析を行うようになっている。
制御部５は、解析対象である被塗装ワークのデータをハードディスクドライブ１２から読み出して、被塗装ワークを複数の要素に分割して数値計算のための数値計算モデルを構築するようになっている。即ち、制御部５は、キーボード６からの指示信号に応じて設定された解析対象となる領域の設定を行うものであり、例えば被塗装ワークαを複数の要素に分割する。また、要素の形状は、頂点が三つ以上のものであれば、三角形状、四角形状等いかなる形状のものを用いることとしてもよい。
ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。キーボードコントローラ９は、キーボード６や図示しないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ディスプレイコントローラ１１は、ディスプレイ１０の表示を制御する。ディスクコントローラ１４は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム及び本実施形態における所定の処理プログラム等を記憶するハードディスクドライブ１２及びフレキシブルディスクドライブ１３とのアクセスを制御する。ネットワークインターフェースコントローラ１６は、ネットワーク１５上の装置或いはシステムと双方向にデータを送受信するようになっている。
制御部５は、キーボード６からの入力信号に応じて空気溜まりの発生の解析を行うようになっている。
制御部５は、空気溜まりの発生の解析を行うにあたっては、解析対象である被塗装ワークのデータをハードディスクドライブ１２から読み出して、被塗装ワークを複数の要素に分割して数値計算のための数値計算モデルを構築するようになっている。即ち、制御部５は、キーボード６からの指示信号に応じて設定された解析対象となる領域の設定を行うものであり、例えば被塗装ワークαを図２に示すように複数の要素に分割する。
また、制御部５は、被塗装ワークを解析するにあたっては、被塗装ワークを解析対象範囲として設定するようになっている。
次いで、被塗装ワークαに空気溜まりが発生するか否かの解析を行うようになっている。
具体的には、まず、数値計算モデルに分割した被塗装ワークαのフリーエッジに隣接する要素を初期境界要素に設定するようになっている。
なお、フリーエッジとは、被塗装ワークαの縁の部分、即ち、被塗装ワークαの端部及び被塗装ワークαに形成された穴の縁の部分を意味する。また、初期境界要素とは、被塗装ワークαのフリーエッジに隣接する要素であって、属性情報を液体（塗料）と決定された要素をいう。また、要素同士が隣接するとは節点を共有することをいう。また、フリーエッジに隣接する要素とは、その要素を構成する辺がフリーエッジに接していることをいう。
また、初期に属性を液体（塗料）として決定する要素としては、被塗装ワークαを液面に対して垂直方向上方及び水平方向から見て認識できる要素とすることができる。以下の実施の形態では、フリーエッジに隣接する要素の属性を初期境界要素とした場合について説明しているが、上記の場合も初期境界要素決定後の処理は同じである。
次いで、初期境界要素の属性情報を液体と決定された以外の要素の属性情報を気体（空気）と設定する。
そして、初期境界要素と隣接関係にある属性情報を気体と設定された要素の高さの比較を行う。属性情報を気体と設定された要素の高さが属性情報が液体と決定された要素の高さより高い場合は、属性情報が気体と設定された要素の属性情報を気体に決定する。これに対して、属性情報が気体と設定された要素の高さが属性情報が液体と決定された要素の高さより低い又は同じ場合は隣接する要素の属性情報を液体と決定する。
次いで、属性情報を気体から液体に変更された要素に隣接する属性情報が気体の要素がある場合は、属性情報を液体と決定された要素と属性情報を気体と設定された要素の高さの比較を行い、属性情報を気体と設定された要素の高さが属性情報が液体に決定された要素の高さより高い場合は、属性情報が気体と設定された要素の属性情報を気体に決定する。
これに対して、属性情報が気体と設定された要素の高さが属性情報が液体と決定された要素の高さより低い又は同じ場合は隣接する要素の属性情報を液体と決定する。なお、このように判断を行うのは、液体の比重が気体の比重よりも大きいことによる。
要素同士のＺ方向の高さの比較を行うにあたっては、要素の特徴点の高さを比較することにより行う。ここで用いる要素の特徴点に特に制限はなく、例えば、重心点、各要素の有する頂点のうち最も高い頂点、内心点、外心点又は垂心点のいずれを用いることとしてもよい。
ここで、初期境界要素と属性情報が決定されていない要素の比較方法を具体的に説明する。図３（ａ）（ｂ）に示す要素Ｃを初期境界要素として節点αを共有する要素Ａを属性情報が決定されていない要素とした場合、初期境界要素Ｃの重心点のＺ方向の高さと属性情報が決定されていない要素Ａの重心点のＺ方向の高さを比較し、属性情報が決定されていない要素Ａの重心点の高さが初期境界要素Ｃの重心点の高さよりも低い場合は、属性情報が決定されていない要素Ａの属性情報は液体と決定される。
これに対して、属性情報が決定されていない要素Ａの重心点の高さが初期境界要素Ｃの重心点の高さと同じ又は初期境界要素Ｃより高い場合は、要素Ａの属性情報は、気体と決定される。
また、属性情報を気体と設定された節点と隣接関係にある属性情報を液体と決定されている節点が複数ある場合、それら全ての節点と比較する。そして、それらの節点のうちに属性情報が気体とされた節点よりも１つでも高い又は同じと判断される属性情報が液体と決定されている節点がある場合は、属性情報を気体とされた節点の属性情報を液体に変更し、その属性情報を液体に決定する。
そして、制御部５は、属性情報を液体と決定された要素に隣接する全ての要素の属性情報が決定されるまで、属性情報を液体と決定された要素とこれに隣接する属性情報を気体と設定された要素の高さの比較を行う。そして、制御部５は、属性情報を液体と決定された要素に隣接する全ての要素の属性情報が決定されたと判断した場合に空気溜まりの発生を有無の解析を終了するようになっている。
図４（ａ）は、要素の重心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものである。図４（ｂ）は、各要素の有する頂点のうち最も高い頂点の高さを比較して解析を行った結果を表したものである。図４（ｃ）は、要素の内心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものである。図４（ｄ）は、要素の外心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものである。図４（ｅ）は、要素の垂心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものである。図４（ｆ）は、要素の節点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、属性情報を液体とされた節点の属性情報が気体である節点の中間点を結んだものを空気溜まりと液体塗料の境界線としたものである。なお、図４（ａ）〜（ｆ）において、網掛けされていない領域は液体塗料であることを示し、網掛けされている領域は空気溜まりであることを示す。このことは、図５及び図６においても同様である。
重心点、各要素の有する節点のうち最も高い節点、内心点、外心点又は節点を用いて懐石を行った場合は、図４（ａ）〜図４（ｄ）及び図４（ｆ）に示すように、要素Ｎから一直線に右下がりの境界線Ｌａ〜Ｌｄ及びＬfが導き出される。また、要素の垂心点を用いて解析を行った場合は、図４（ｅ）に示すように、複数の段部が形成された右下がりの境界線Ｌｅが導き出される。
また、制御部５は、前述の手法により導き出した空気溜まりと液体塗料の境界線の修正を行うようになっている。境界線を修正する手法に特に制限はない。
境界線を修正する手法としては、例えば、まず、被塗装ワークαに生じた解析された空気溜まりと液体塗料の境界線、即ち、属性情報を液体と決定された要素と属性情報を気体と決定された要素の境界線の検出を行う。
次いで、検出された修正対象の境界線に接する属性情報を液体と決定された要素のうち、Ｚ方向の高さの最も高い要素を抽出した後、境界線に接する属性情報を気体と決定された要素のうちＺ方向の高さの最も低い要素を抽出する。そして、属性情報を液体と決定された要素のＺ方向の高さと属性情報を気体と決定された要素のＺ方向の高さの比較を行う。
比較の結果、属性情報を液体と決定された要素の高さが属性情報を気体と設定された要素の高さよりも高いと判断した場合には、比較対象であった属性情報を気体と決定されている要素の属性情報を液体に変更するようになっている。そして、一回の修正を行うごとに境界線を検出する作業を行う。
この修正は、検出される境界線について、その境界線に接するＺ方向の高さが最も高い属性情報が液体の要素より低い位置に位置する属性情報が気体の要素がなくなるまで繰り返し行われる。そして、制御部５が一の境界線について接している要素について修正対象となる要素がなくなったと判断さ場合、即ち、ＺＬmaxより高いＺＡmaxがなくなったと判断した場合は、その一の境界線について確定を行うようになっている。確定された境界線は以後修正の対象となることはない。
次に、複数の境界線が検出された場合には、例えば、それぞれの境界線について一回づつ修正を行っていく。この手法においては、複数の境界線が検出された場合、まず、検出された境界線についてそれぞれ修正する順序の決定を行うようになっている。修正する順序を決定する方法としては、例えば、境界線の長さが長い順に修正を行うものとする。
次いで、最初に修正される境界線について、境界線が一つのみ検出された場合と同様に、修正対象の境界線に接する属性情報を液体と決定された要素のうち、Ｚ方向の高さの最も高い要素を抽出した後、境界線に接する属性情報を気体と決定された要素のうちＺ方向の高さの最も低い要素を抽出する。そして、属性情報を液体と決定された要素のＺ方向の高さと属性情報を気体と決定された要素のＺ方向の高さの比較を行う。
比較の結果、属性情報を液体と決定された要素の高さが属性情報を気体と設定された要素の高さよりも高い又は同じと判断した場合には、比較対象であった属性情報を気体と決定されている要素の属性情報を液体に変更するようになっている。
そして、一の境界線に接している要素について一回の修正を行うと他の境界線に接している要素の修正を行うようになっている。そして、全ての境界線に接している要素ついて一回の修正を行った後には、再度境界線の検出を行い、先に行ったものと同様の手法により検出された境界線に接する要素の修正を行う。
そして、一の境界線に接している要素修正対象となる要素がなくなったと判断した場合、即ち、ＺＬmaxより高いＺＡmaxがなくなったと判断した場合は、その一の境界線について確定処理を行うようになっている。確定処理された境界線は以後検出された場合でも修正の対象となることはない。そして、検出される境界線が全て確定処理されたものとなるまで係る処理は繰り返し行われる。
このような手法で境界線の修正を行うと、先の空気溜まりを検出する際に導き出された境界線は水平方向に延びるように修正される。例えば、境界線Ｌａは図５（ａ）に示すように、境界線Ｌｂは図５（ｂ）に示すように、境界線Ｌｃは図５（ｃ）に示すように、境界線Ｌｄは図５（ｄ）に示すように、また、境界線Ｌｅは図５（ｅ）に示すように、境界線Ｌｆは図５（ｆ）に示すように、それぞれ水平方向に延びるように修正される。
また、制御部５は検出した全ての境界線について一回の修正を行った後には、再度境界線の検出を行うようになっている。このため、例えば、図６（ａ）に示すように、凹部Ｘと凹部Ｘより低い凹部Ｙが連続して形成されている被塗装ワークβにおいても実際に生じるであろう空気溜まりと液体塗料の境界線に近似した境界線を導き出すことができる。
即ち、被塗装ワークβについて前述の手法により複数の要素に分割した後に要素の高さを比較することで空気溜まりの発生の有無についての解析を行うと、図６（ｂ）に示すように右下がりの境界線ＬＶが導き出される。続いて、この境界線ＬＶを一回の修正処理を行う毎に境界線を検出するという作業を行わずに修正を連続して行う場合、凹部Ｙ付近の要素の比較対象は常に要素Ｘ１である。その結果、図６（ｃ）に示すように、凸部Ｘ付近に境界線ＬＶ１が発生するが、凹部Ｙ付近には空気溜まりが発生しないとの解析結果が出てしまう。
しかし、被塗装ワークβに実際生じるであろう空気溜まりと液体塗料の境界線は、図６（ｄ）に示すＬＸとＬＹである。
そこで、一回の比較修正処理を行うごとに境界線を検出することを行うとすると、凹部Ｘ下方と凹部Ｙの下方には別々の境界線が出現する。そして、凹部Ｙの下方に生じた境界線接する属性情報が液体の要素で最もＺ方向に置いて高い要素はＹ１となる。その結果、図６（ｅ）に示すように、凹部Ｘ及び凹部Ｙの下方には実際に生じるであろう境界線ＬＸ及びＬＹに近似する境界線ＬＸ１及びＬＸ２が導き出される。
また、制御部５は、被塗装ワークにおいて空気溜まりが形成された部位におけるＺ方向の高さの最も高い位置である最高部位の検出を行うようになっている。ここで、空気溜まりの最高部位とは、その空気溜まりの発生している範囲のうち、その空気溜まりと液体塗料の境界線に接する属性情報を気体と決定された要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点、その空気溜まりと液体塗料の境界線に接する後述する属性情報を気液とされた要素のうちＺ方向において最も高い位置に位置する要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点、又は属性情報を気液と決定された要素と属性情報を気体と決定された要素の境界線に囲まれた範囲をいう。
最高部位を検出する手法としては、例えば、まず、空気溜まりの検出及び先に修正を行った空気溜まりと液体塗料の境界線の検出を行う。そして、属性情報が気体と決定された全ての要素が検出した空気溜まりとされた液体塗料の境界線に隣接しているかの判断を行う。属性情報が気体と決定された全ての要素が空気溜まりと液体塗料の境界線に隣接していると判断した場合は、空気溜まりの最高部位は既に検出されている状態であるので、最高部位の位置の特定を行った後にその空気溜まりについての解析は終了する。
属性情報が気体と決定された要素が全て空気溜まりと液体塗料の境界線に隣接していないと判断した場合は、空気溜まりと液体塗料の境界線上に位置する要素の属性情報を気液に変更する。
そして、属性情報を気液とされた要素と高さの比較を行い、属性情報を気液とされた要素の高さが属性情報を気体と決定された要素の高さよりも低いと判断した場合は、前記属性情報を気体と決定された要素の属性情報を気液に変更する。
そして、さらに検出した空気溜まりと液体塗料の境界線に接している未だに比較対象となっていない属性情報が気液と決定された要素とその要素に隣接する属性情報を気体と設定された要素を抽出し、属性情報を気液とされた要素の高さが属性情報を気体と決定された要素より低いかの判断を行う。
かかる処理は属性情報を気体とされた要素より低いと判断される属性情報が気液と決定された要素が無くなるまで繰り返し行われる。そして、制御部５は、属性情報を気体とされた要素より低いと判断される属性情報が気液と決定された要素が無くなったと判断した場合は、解析対象である空気溜まりの最高部位の位置の特定を行った後に解析を終了する。
空気溜まりの最高部位が、その空気溜まりに接する属性情報を気体と決定された要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点、又はその空気溜まりに接する後述する属性情報を気液とされた要素のうちＺ方向において最も高い位置に位置する要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点である時は、それらの頂点のＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標により空気溜まりの最高部位の位置を特定する。
また、空気溜まりの最高部位が、属性情報を気液と決定された要素と属性情報を気体と決定された要素の境界線に囲まれた範囲である場合は、例えば、境界線に接している要素に含まれる節点のＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を用いての空気溜まりの最高部位を特定する。
また、制御部５は、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素の高さの比較を行い、その結果、属性情報を気体とされた要素の属性情報を気液に変更した場合には、再度、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素との境界線の検出を行うようになっている。これは、図２に示すような被塗装ワークαのように最高部位と判断されるような部位が複数存在しうる被塗装ワークにおいても、全ての最高部位を検出することを可能にするためである。
図７に示すように、被塗装ワークαの網掛けされて示された空気溜まりと判定された範囲Ａ内に、凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚのように複数の空気溜まりが発生する部位が含まれている場合でも、それぞれの部位において最高部位の検出を行うことができる。
即ち、空気溜まりが発生したと判定された範囲Ａと液体塗料により塗装されたと判定された範囲Ｂの境界線が導き出された際には、範囲Ａの内に凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚが含まれていることは認識されない。
そして、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素の比較を行う過程において、一回の修正を行う毎に境界線を検出するという処理を行わない場合は、範囲Ａ内における凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚのいずれか一つの最高部位しか検出できないこととなる。
これは、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素の比較を連続して行っていくと、先に境界線の修正を行った場合と同様の理由により凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚのいずれか一つの凹部のみ最高部位のみが検出される結果となってしまうからである。
これに対して、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素の高さの比較を行い、その結果、属性情報を気体とされた要素の属性情報を気液に変更した後に、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素との境界線の検出を行うこととすると、当初は、範囲Ａと範囲Ｂの一つの境界線のみだったものが、凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚの下方においても、属性情報を気液とされた要素と属性情報を気体とされた要素との境界線が別々に形成される。そのため、図８に示すように、凹部Ｘ、凹部Ｙ及び凹部Ｚのそれぞれにおいて、それぞれの最高部位ｘ１，ｙ１及びｚ１の検出をすることが可能となる。
また、制御部５は、空気溜まりの最高部位を検出するにあたり、複数の空気溜まりと液体塗料の境界線が検出された場合には、空気溜まりの最高部位を検出する順序を決定するようになっている。順序を決定する方法について制限はないが、例えば、長い空気溜まりと液体塗料の境界線を形成する空気溜まりの順次に最高部位の検出を行ったり、又は短い空気溜まりと液体塗料の境界線を形成する空気溜まりの順に空気溜まりの最高部位の検出を行うものである。
本実施の形態において用いるデータは、キーボード６から入力されるようになっている。又、被塗装ワークαとしては、例えば自動車等の車両においては、ドアパネル、エンジンフードパネル、ホワイトボディー等、電着塗装を必要とする車体の各部品がある。これらの被塗装ワークαの形状データは、設計者自身が直接作成し、或いは予め作成されているＣＡＤデータ、ＳＴＬ(Stereo Lithography)データ等に基づいて自動的に作成されるものである。また、必要なデータの入力には、マウス、スキャナを用いてもよい。また、外部接続端子に図示しないＬＡＮ等の通信手段を介して接続された、他のコンピュータに備えられている記憶装置（図示せず）から必要なデータを読み込むようにしてもよい。
ディスプレイ１０には、被塗装ワークαについての解析過程が表示されるようになっている。
ハードディスクドライブ１２には、解析対象である被塗装ワークのデータが格納されている。
なお、ハードディスクドライブ１２は、ＤＯＭに格納されているものに限らず、空気溜まり解析装置１の外部に設けたハードディスク装置、光磁気ディスク装置又はフラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性記録媒体をハードディスクドライブ１２として用いることとしてもよい。
（節点を用いて解析を行った場合）
また、被塗装ワークに空気溜まりが発生するか否かの解析等は、被塗装ワークの表面に複数配置された節点の高さを比較して行ってもよい。この場合、制御部５は、まず被塗装ワークの表面に複数の節点を配置し、これらの各節点を用いて空気溜まりの発生の解析を行う。
被塗装ワークの表面に節点を配置する方法に特に限定はなく、任意の方法により配置することができる。被塗装ワークの表面に節点を配置する方法としては、例えば、被塗装ワークの表面を要素に分割した後に、被塗装ワークの表面に形成された要素の頂点を節点とする方法がある。なお、ここで、分割する要素の形状に特に限定はなく、三角形や四角形であってもよい。
節点を用いて空気溜まりの発生の解析を行うにあたっては、制御部５は、被塗装ワークのフリーエッジに隣接する属性情報を液体（塗料）と決定した節点を初期境界節点とし、それ以外の節点の属性情報を気体と設定するようになっている。
また、制御部５は、被塗装ワークの表面に配置した節点同士の接続、即ち、節点同士の隣接関係の設定を行うようになっている。隣接関係とは、節点の属性情報を決定するにあたり比較対象となることになる関係をいい、隣接関係にない節点同士の比較対象を行うことはない。いかなる節点同士が隣接関係あるとするかについては特に限定はない。隣接関係を設定する方法としては、例えば、前述したように被塗装ワークの表面を要素に分割した後に被塗装ワークの表面に形成された要素の頂点を節点とする方法を用いて節点を配置した場合には、配置された節点同士のうち、要素を構成する辺によって結ばれている節点同士を隣接関係にあると設定する。
そして、初期境界節点と隣接関係にある属性情報を気体と設定された節点の高さの比較を行う。属性情報を気体と設定された節点の高さが属性情報が液体と決定された節点の高さより高い場合は、属性情報が気体と設定された節点の属性情報を気体に決定する。これに対して、属性情報が気体と設定された節点の高さが属性情報が液体と決定された節点の高さより低い場合は前記隣接する節点の属性情報を液体と決定する。なお、節点同士のＺ方向の高さの比較を行うにあたっては、節点のＺ座標のＺ座標値を用いることとする。
次いで、属性情報を気体から液体に変更された節点に隣接する属性情報が気体の節点がある場合は、属性情報を液体と決定された節点と属性情報を気体と設定された節点の高さの比較を行い、属性情報を気体と設定された節点の高さが属性情報が液体に決定された節点の高さより高い場合は、属性情報が気体と設定された節点の属性情報を気体に決定する。
これに対して、属性情報が気体と設定された節点の高さが属性情報が液体と決定された節点の高さより低い場合又は同じは隣接する節点の属性情報を液体と決定する。なお、このように判断を行うのは、液体の比重が気体の比重よりも大きいことによる。
一方、属性情報を気体と設定された節点の高さが、属性情報を液体と決定された節点の高さより高い場合は、属性情報を気体と設定された節点はその属性情報を気体に決定する。なお、このように判断を行うのは、液体の比重が空気の比重よりも大きいことによる。
また、制御部５は、属性情報が液体と決定された節点と属性情報が気体と設定された節点との比較を、属性情報を液体と決定された節点と隣接関係にある全ての節点の属性情報が決定するまで繰り返し行うようになっている。
そして、制御部５は、属性情報が液体と決定された節点に隣接する節点の属性情報が全て決定されたと判断された場合には、属性情報が気体と決定された節点と隣接関係にある属性情報を液体と決定された節点のうち、隣接関係にある要素同士を結線し、結線で囲まれた範囲を空気溜まりが発生した範囲と認識するようになっている。
そして、属性情報を液体と決定された節点と隣接関係にある属性情報が気体と決定された節点の間に設けられた中間点を結線して空気溜まりと液体塗料の境界線が定められる。
具体的には、図４（ｆ）に示すように、属性情報を気体と決定された白丸で示す節点ａと隣接関係にある属性情報を液体と決定された黒丸で示す節点ｂの間に境界点Ｊを設けこれを結線し、太線で表した線が空気溜まりと液体塗料の境界線Ｌｆと認識する。なお、図４において網掛けされた領域が空気溜まりと判断された領域である。
なお、境界点Ｊを配置する位置に特に制限はないが、例えば、属性情報を液体と決定された節点ｂから境界点Ｊまでの距離と境界点Ｊから属性情報を気体と決定された節点ａまでの距離の比が５：５又は６：４になるように境界点Ｊを配置する。
また、制御部５は、節点の高さを比較することにより導き出した空気溜まりと液体塗料の境界線の修正を行うようになっている。境界線を修正する手法に特に制限はない。境界線を修正する手法としては、例えば、まず、被塗装ワークαに生じた解析された空気溜まりと液体塗料の境界線の検出を行う。
次いで、検出された修正対象の境界線に隣接する属性情報を液体と決定された節点のうち、Ｚ方向の高さの最も高い節点を抽出した後、境界線に接する属性情報を気体と決定された節点のうちＺ方向の高さの最も低い節点を抽出する。そして、属性情報を液体と決定された節点のＺ方向の高さと属性情報を気体と決定された節点のＺ方向の高さの比較を行う。
比較の結果、属性情報を液体と決定された節点の高さが属性情報を気体と設定された節点の高さよりも高い又は同じと判断した場合には、比較対象であった属性情報を気体と決定されている節点の属性情報を液体に変更するようになっている。そして、一回の修正を行うごとに境界線を検出する作業を行う。
この修正は、検出される境界線について、その境界線に隣接するＺ方向の高さが最も高い属性情報が液体の節点より低い位置に位置する属性情報が気体の節点がなくなるまで繰り返し行われる。そして、制御部５が一の境界線について接している節点について修正対象となる節点がなくなったと判断された場合、その一の境界線について確定を行うようになっている。確定された境界線は以後修正の対象となることはない。
次に、複数の境界線が検出された場合には、例えば、複数の境界線が検出された場合にはそれぞれの境界線について一回づつ修正を行っていく。この手法においては、複数の境界線が検出された場合、まず、検出された境界線についてそれぞれ修正する順序の決定を行うようになっている。修正する順序を決定する方法としては、例えば、境界線の長さが長い順に修正を行うものとする。
次いで、最初に修正される境界線について、境界線が一つのみ検出された場合と同様に、修正対象の境界線に接する属性情報を液体と決定された要素のうち、Ｚ方向の高さの最も高い要素を抽出した後、境界線に接する属性情報を気体と決定された要素のうちＺ方向の高さの最も低い要素を抽出する。そして、属性情報を液体と決定された要素のＺ方向の高さと属性情報を気体と決定された要素のＺ方向の高さの比較を行う。
比較の結果、属性情報を液体と決定された節点の高さが属性情報を気体と設定された節点の高さよりも高い又は同じと判断した場合には、比較対象であった属性情報を気体と決定されている節点の属性情報を液体に変更するようになっている。
そして、一の境界線に接している節点について一回の修正を行うと他の境界線に接している節点の修正を行うようになっている。そして、全ての境界線に接している節点ついて一回の修正を行った後には、再度境界線の検出を行い、先に行ったものと同様の手法により検出された境界線に接する節点の修正を行う。
そして、一の境界線に接している修正対象となる節点がなくなったと判断した場合、即ち、ＺＬmaxより高いＺＡmaxがなくなったと判断した場合は、その一の境界線について確定処理を行うようになっている。確定処理された境界線は以後検出された場合でも修正の対象となることはない。そして、検出される境界線が全て確定処理されたものとなるまで係る処理は繰り返し行われる。
このような手法で境界線の修正を行うと、先の空気溜まりを検出する際に導き出された境界線は水平方向に延びるように修正される。
また、制御部５は、要素の高さを比較して境界線の検出を行った場合と同様に、節点の高さを用いて検出した全ての境界線について一回の修正を行った後には、前述したように再度境界線の検出を行うようになっている。
また、制御部５は、被塗装ワークにおいて空気溜まりが形成された部位におけるＺ方向の高さの最も高い位置である最高部位の検出を行うようになっている。ここで、空気溜まりの最高部位とは、その空気溜まりの発生している範囲のうち、その空気溜まりに接する属性情報を気体と決定された節点のうち最も高い位置に位置する節点、その空気溜まりに接する後述する属性情報を気液とされた節点のうちＺ方向において最も高い位置に位置する節点、又は空気溜まりと属性情報を気体と決定された節点と属性情報を液体と決定された節点の境界線に囲まれた範囲をいう。
最高部位を検出する手法としては、例えば、まず、制御部５は、空気溜まり空気溜まりと液体塗料の境界線の検出を行う。そして、属性情報が気体と決定された全ての節点が検出した空気溜まりとされた液体塗料の境界線に隣接しているかの判断を行う。属性情報が気体と決定された全ての節点が空気溜まりと液体塗料の境界線に隣接していると判断した場合は、空気溜まりの最高部位は既に検出されている状態であるので、最高部位の位置の特定を行った後にその空気溜まりについての解析は終了する。
属性情報が気体と決定された節点が全て空気溜まりと液体塗料の境界線に隣接していないと判断した場合は、空気溜まりと液体塗料の境界線上に位置する節点の属性情報を気液に変更する。
次いで、属性情報を気液に変更された節点と属性情報を気液に変更された節点に隣接する属性情報が気体と決定されている節点の高さを比較する。即ち、属性情報を気液とされた節点の高さが属性情報を気体と決定された節点より低いかの判断を行う。
属性情報を気液とされた節点の高さが属性情報を気体と決定された節点の高さよりも低いと判断した場合は、比較対象であった属性情報を気体と決定された節点の属性情報を気液に変更する。
属性情報を気液とされた節点の高さが属性情報を気体と決定された節点の高さよりも低くないと判断した場合は、検出した空気溜まりと液体塗料の境界線に接している未だに比較対象となっていない属性情報が気液と決定された節点とその節点に隣接する属性情報を気体と設定された節点を抽出し、属性情報を気液とされた節点の高さが属性情報を気体と決定された節点より低いかの判断を行う。
そして、かかる処理は属性情報を気液とされた節点に隣接する属性情報を気液とされた節点より低くない属性情報が気体と設定された節点が無くなるまで繰り返し行われる。そして、制御部５は、属性情報を気液とされた節点に隣接する属性情報を気液とされた節点より低くない属性情報が気体と設定された節点が無くなったと判断した場合は、解析対象である空気溜まりの最高部位の位置の特定を行った後に解析を終了する。
空気溜まりの最高部位が、その空気溜まりに接する属性情報を気体と決定された要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点、又はその空気溜まりに接する後述する属性情報を気液とされた要素のうちＺ方向において最も高い位置に位置する要素の有するＺ方向において最も高い位置に位置する頂点である時は、それらの頂点のＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標により空気溜まりの最高部位の位置を特定する。
また、空気溜まりの最高部位が、属性情報を気液と決定された要素と属性情報を気体と決定された要素の空気溜まりと液体塗料の境界線に囲まれた範囲である場合は、例えば、空気溜まりと液体塗料の境界線に接している要素に含まれる節点のＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を用いての空気溜まりの最高部位を特定する。
また、制御部５は、属性情報を気液とされた節点と属性情報を気体とされた節点の高さの比較を行い、その結果、属性情報を気体とされた節点の属性情報を気液に変更した場合には、再度、属性情報を気液とされた節点と属性情報を気体とされた節点との境界線の検出を行うようになっている。
以下において、図９〜図１２のフローチャートを参照して本実施形態に係る空気溜まり解析装置１の作用について詳述する。なお、以下において、空気溜まりの検出、境界線の修正及び空気溜まりの最高部位の検出は、被塗装ワークを要素に分割して行うものとし、要素同士の高さを比較するにあたっては、重心点の高さを基準に比較を行う。また、被塗装ワークαに発生する空気溜まりは複数であるものとする。
図９に示すように、先ず、制御部５で対応付けが行われた被塗装ワークαの形状データをキーボード６より入力する（ステップＳ１）。次いで、被塗装ワークαを解析領域として選択し、要素に分割し（ステップＳ２）、さらに重力方向Ｇを設定する（ステップＳ３）。
次いで、被塗装ワークαに空気溜まりが発生するか否かの解析を行う（ステップＳ４）。具体的には、図１０のフローチャートに示すように、ステップ２において、数値計算モデルに分割した被塗装ワークαのフリーエッジに隣接する要素を初期境界要素とし（ステップＳ４１）、更に、初期境界要素以外の要素の属性情報を気体に設定する（ステップＳ４２）。
次いで、初期境界要素と隣接する属性情報が気体と設定された要素、即ち属性情報が決定されていない要素のそれぞれの重心点のＺ方向における高さを比較する（ステップＳ４３）。
そして、属性情報が気体と設定された要素の高さが初期境界要素の高さより高いと判断した場合は、属性情報が気体と設定された要素の属性情報を気体に決定する。これに対して、属性情報が気体と設定された要素の高さが初期境界要素の高さより低い又は同じと判断した場合は、属性情報が気体と設定された要素の属性情報を液体に変更し、その後属性情報を液体に決定する（ステップＳ４４）。
次いで、属性情報を液体と決定された要素に隣接する属性情報を気体と設定されている要素があるかの判断を行う（ステップＳ４５）。
属性情報を液体と決定された要素に隣接する属性情報が気体と設定されている要素があると判断した場合には（ＹＥＳ）、属性情報を液体と決定された要素と隣接する属性情報が気体と設定されている要素のそれぞれの重心点の高さを比較する（ステップＳ４６）。
属性情報が気体と設定された要素の高さが属性情報が液体と決定された要素の高さよりも高い場合又は同じと判断した場合は、属性情報が気体と設定された要素の属性情報を気体と決定し、属性情報が気体と設定された要素の高さが属性情報が液体と決定された要素の高さより低い場合は属性情報が気体と設定された要素の属性情報を液体と決定する（ステップＳ４７）。
次いで、属性情報を液体と決定された要素に隣接する属性情報が気体と設定されている要素があるかの判断を行う（ステップＳ４５）。属性情報を液体と決定された要素に隣接する属性情報が気体と設定されている要素が無いと判断した場合には（ＮＯ）、被塗装ワークαに空気溜まりが発生するか否かの解析を終了する。
次いで、境界線の修正処理を行う（ステップＳ５）。具体的には、図１１のフローチャートに示すように、まず、空気溜まりと液体塗料の境界線の検出を行い（ステップＳ５０１）、修正する境界線の順序を決定し（ステップＳ５０２）、その後修正する境界線を決定する（ステップＳ５０３）。次いで、修正対象となっている境界線に接する属性情報が液体である要素のうち最も高い位置にある要素（ＺＬmax）を検出し（ステップＳ５０４）、その後修正対象となっている境界線に接する属性情報が気体である要素のうち最も低い位置にある要素（ＺＡmax）を検出する（ステップＳ５０５）。
そして、ＺＬmaxがＺＡmaxより高い位置にあるかの判断を行う（ステップＳ５０６）。ＺＬmaxの方が高い位置にあると判断した場合は（ＹＥＳ）、比較対象であった属性情報が気体である要素の属性を液体に変更した後、その属性情報を液体に決定する（ステップＳ５０７）。一方、ステップＳ５０６において、ＺＬmaxがＺＡmaxより高くないと判断した場合、即ち、ＺＡmaxの高さがＺＬmaxの高さよりも高い又はＺＬmaxと同じ高さであると判断した場合には（ＮＯ）、修正対象となっていた境界線の確定を行う（ステップＳ５０８）。このように確定された境界線は以後修正の対象とはならない。
ステップＳ５０７又はステップＳ５０８において、処理が行われた後においては、先に検出された全ての境界線について修正が行われたかの判断が行われる（ステップＳ５０９）。全ての境界線について修正されていないと判断された場合には（ＮＯ）、Ｓ５０２において定めた修正する順序に従って、次に修正する境界線を選択し（ステップＳ５１０）、修正する境界線を特定する（ステップＳ５０３）。
これに対して、ステップＳ５０９において、全ての境界線の修正が行われたと判断された場合は（ＹＥＳ）、全ての境界線は確定されたかの判断が行われる（ステップＳ５１１）。全ての境界線は確定されていないと判断して場合は（ＮＯ）、全ての境界線を検出する（ステップＳ５０１）。一方、全ての境界線は確定されていると判断された場合は（ＹＥＳ）、空気溜まりの最高部位の検出を行う（ステップＳ６）。
具体的には、図１２のフローチャートに示すように、全ての空気溜まりを検出し（ステップＳ６０１）、検出した空気溜まりを解析する順序を定める（ステップＳ６０２）。そして、定めた順序に応じて解析を行う空気溜まりを特定し（ステップＳ６０３）、特定した空気溜まりにおいて、属性情報が気体と決定された要素の全てが空気溜まりと液体塗料の境界線に接しているかの判断を行う（ステップＳ６０４）。
属性情報が気体と決定されている要素の全てが空気溜まりと液体塗料の境界線に接していないと判断した場合には（ＮＯ）、空気溜まりと液体塗料の境界線に接している属性情報が液体と決定されている要素の属性情報を気液に変更する（ステップＳ６０５）。属性情報を気体と決定された要素のうちの任意の一の要素を抽出してその要素と、その要素に隣接する属性情報が気液と決定された要素の高さを比較する（ステップＳ６０６）。
そして、属性情報が気液と決定された要素の高さが属性情報が気体と決定された要素の高さより低いかの判断を行う（ステップＳ６０７）。属性情報が気液と決定されている要素の高さの方が低いと判断され場合は（ＹＥＳ）、属性情報が気体である要素の属性情報を気液に変更する（ステップＳ６０８）。そして、解析対象である空気溜まりにおいて属性情報が気液又は液体と決定の要素と属性情報が気体と決定されている要素の境界線を検出する（ステップＳ６０９）。
そして、ステップＳ６０９の処理を行った後、及びステップＳ６０７において属性情報が気液と決定されている要素の高さの方が低くかないと判断され場合は、境界線に接する属性情報が気体と決定されている要素の全てが属性情報を気液と決定された要素との比較が行われたかの判断を行う（ステップＳ６１０）。
境界線に接する属性情報が気体と決定されている要素の全てが属性情報を気液と決定された要素との比較が行われていないと判断した場合には（ＹＥＳ）、比較が行われていない属性情報を気体と決定された要素のうちの任意の一の要素を抽出してその要素と、その要素に隣接する属性情報が気液と決定された要素の高さを比較する（ステップＳ６０６）。
これに対して、境界線に接する属性情報が気体と決定されている要素の全てが属性情報を気液と決定された要素との比較が行われたと判断した場合には（ＹＥＳ）、全ての空気溜まりの解析は終了したかの判断を行う（ステップＳ６１１）。全ての空気溜まりの解析が終了していないと判断した場合には（ＮＯ）、ステップＳ６０２において定めた解析の順序に従って解析を行っていない空気溜まりを選択し（ステップＳ６１２）、解析する空気溜まりを特定する（ステップＳ６０３）。
一方、全ての空気溜まりの解析は終了したと判断した場合には（ＹＥＳ）、被塗装ワークに発生する空気溜まりについての解析の過程をポスト処理により、アニメーション化して可視化表示する（ステップＳ７）。即ち、ディスプレイ１０の画面には、解析対象となった空気溜まりの最高部位を検出されるまでの過程が繰り返し表示されると共に、解析対象となった空気溜まりの最高部位の位置情報が表示される（ＥＮＤ）。
以上のように、本実施の形態にかかる発明によれば、空気溜まりの発生を解析することができると共に、被塗装ワークαの空気溜まりが発生した部位の中で最も高い位置を検出することができる。そして、その位置に穴を設けることで被塗装ワークαの空気溜まりが発生する位置に液体塗料を流入させて、空気溜まりが発生する部位を液体塗料で満たして空気溜まりの発生を防止することができる。
また、本願発明の対象は空気溜まりに限定されず、槽内の液体よりも比重の軽い如何なる気体であっても適用することが可能である。
空気溜まり解析装置の概略構成ブロック図である。 被塗装ワークαを要素に分割した状態を表す模式図である。 （ａ）は部材Ｘの要素の一部を抜き出した図であり、（ｂ）は、（ａ）の要素の上面図である。 （ａ）は、要素の重心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、（ｂ）は、各要素の有する頂点のうち最も高い頂点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、（ｃ）は、要素の内心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、（ｄ）は、要素の外心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、（ｅ）は、要素の垂心点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、（ｆ）は、要素の節点の高さを比較して解析を行った結果を表したものであり、属性情報を液体とされた節点の属性情報が気体である節点の中間点を結んだものを空気溜まりと液体塗料の境界線とした図である。 （ａ）は、要素の重心点を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものであり、（ｂ）は、要素の有する頂点のうち最も高い頂点を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものであり、（ｃ）は、要素の内心点を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものであり、（ｄ）は、要素の外心点を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものであり、（ｅ）は、要素の垂心点を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものであり、（ｆ）は、を用いた解析で導き出した境界線を修正した結果を表したものである。 （ａ）〜（ｅ）は、検出した空気溜まりと液体塗料の境界線が二つに分割される場合について説明した図である。 被塗装ワークαについて空気溜まりの検出を行った図である。 被塗装ワークαについて最高部位を表した状態を示す斜視図である。 本実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。 本実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。 本実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。 本実施形態に係る浸漬塗装の解析のフローチャートである。 被塗装ワークαについて最高部位を表した状態を示す上面図である。
符号の説明
１ 空気溜まり解析装置
２ ステップ
５ 制御部
６ キーボード
９ キーボードコントローラ
１０ ディスプレイ
１１ ディスプレイコントローラ
１２ ハードディスクドライブ
１３ フレキシブルディスクドライブ
１４ ディスクコントローラ
１５ ネットワーク
１６ ネットワークインターフェースコントローラ
１９ システムバス

Claims (12)

  1. 液体塗料に浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データの入力を行う為の入力手段と、
    前記被塗装ワークに対応する形状データを複数の要素に分割した後に、
    前記被塗装ワークのフリーエッジに隣接する要素の属性情報を液体と決定すると共に、それ以外の要素の属性情報を気体と設定した後、前記属性情報が気体と決定された要素と隣接する属性情報を気体と設定された要素との重力方向と反対方向の高さを比較し、
    該比較の結果、前記隣接する属性情報を気体と設定された要素の高さが属性情報を液体と決定された要素の高さより高い場合は、前記隣接する要素の属性情報を気体と決定する一方、属性情報が液体と決定された要素の高さより低い場合又は同じ場合は、前記隣接する要素の属性情報を液体と決定し、
    前記属性情報を気体と決定された要素を空気溜まりとして検出し、
    前記属性情報を液体と決定された要素と気体と決定された要素との境界線を前記空気溜まりと液体塗料の境界線として検出し、
    前記境界線に隣接して前記属性情報が液体と決定された要素のうちで最も高い位置の要素よりも低い位置にあって前記属性情報が気体と決定された要素、及び同じ高さに位置して前記属性情報が気体と決定された要素の属性情報を液体に変更することで前記境界線を水平線に近づける修正を行い、
    前記修正を行った空気溜まりについて、前記境界線に接する属性情報が気体とされた要素の属性情報を気液に変更し、
    前記属性情報を気液に変更された要素とこれに隣接する属性情報が気体と決定とされた要素の高さを比較すること、及び、該比較の結果、前記属性情報を気液とされた要素の高さが前記属性情報を気体と決定された要素の高さよりも低い又は同じと判断した場合には前記属性情報を気体と決定された要素の属性情報を気液に変更することを繰り返すことで、前記空気溜まりの最高部位の検出を行う演算手段と、
    を備えることを特徴とする空気溜まり解析装置。
  2. 前記演算手段は、
    前記属性情報を液体と決定された要素に隣接する要素の属性情報が全て決定するまで前記属性情報を液体と決定された要素と前記属性情報を気体と決定された要素の高さを比較することで空気溜まりの検出を行うこと
    を特徴とする請求項１に記載の空気溜まり解析装置。
  3. 前記境界線を水平線に近づける修正は、前記境界線に接する属性情報が液体と決定された要素のうち最も高い位置に位置する要素及び前記境界線に接する属性情報が気体決定された要素のうち最も低い位置に位置する要素を検出し、
    前記検出した属性情報が液体と決定されている要素と前記検出した属性情報が気体と決定された要素の高さを比較し、
    前記検出した属性情報が液体と決定された要素の高さより前記検出した属性情報が気体と決定された要素が低い場合又は同じ場合は、前記検出した属性情報が気体と決定された要素の属性情報を液体に変更した後、更に前記境界線に接する属性情報が気体と決定された要素のうち最も低い位置に位置する要素を検出することを繰り返し、
    前記検出した属性情報が気体と決定された要素の高さが前記検出した属性情報が液体と決定された要素の高さより高い場合は、前記境界線を確定すること
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気溜まり解析装置。
  4. 前記演算手段は、前記被塗装ワークから複数の空気溜まりと液体塗料の境界線を検出した場合、一の境界線について一回の修正を行った後には他の境界線の修正を行うことにより前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づける修正を行うこと
    を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置。
  5. 前記演算手段は、前記境界線を水平線に近づける修正を行う毎に前記空気溜まりと前記液体塗料の境界線の検出を行うことで前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づけるような修正を行うこと
    を特徴とする請求項４に記載の空気溜まり解析装置。
  6. 前記演算手段は、属性情報が気液に変更された要素と属性情報が気体と決定された要素との高さの比較を行った後に、前記属性情報を気体と決定された要素の属性情報を気液に変更した場合は、属性情報を気液とされた要素と属性情報が気体と決定された要素との境界線を再度検出し、属性情報が気液と決定された要素とその要素に隣接しつつ前記再度検出された境界線に接している未だ比較対象となっていない属性情報が気体と設定された要素を抽出し、属性情報が気体とされた要素の高さが属性情報が気液とされた要素より低いかの判断を行うことを繰り返し、属性情報が気体とされた要素より低い又は同じと判断される属性情報が気液と決定された要素がなくなったと判断した場合は、前記空気溜まりの最高部位の位置の特定を行うこと
    を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置。
  7. 液体塗料に浸漬塗装を行う被塗装ワークに対応する形状データの入力を行う為の入力手段と、
    前記被塗装ワークに対応する形状データの表面に複数の節点を配置し、前記被塗装ワークのフリーエッジに隣接する節点の属性情報を液体と決定すると共に、それ以外の節点の属性情報を気体と設定した後、前記属性情報が液体と決定された節点と隣接する属性情報を気体と設定された節点との重力方向と反対方向の高さを比較し、
    該比較の結果、前記隣接する属性情報を気体と設定された節点の高さが属性情報を液体と決定された節点の高さより高い場合又は同じ場合は、前記隣接する節点の属性情報を気体と決定する一方、属性情報が液体と決定された節点の高さより低い場合は、前記隣接する節点の属性情報を液体と決定し、
    前記属性情報を気体と決定された節点を空気溜まりとして検出し、
    前記属性情報を液体と決定された節点と気体と決定された節点との境界線を前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線として検出し、
    前記境界線に隣接して前記属性情報が液体と決定された節点のうちで最も高い位置の節点よりも低い位置にあって前記属性情報が気体と決定された節点、及び同じ高さに位置して前記属性情報が気体と決定された節点の属性情報を液体に変更することで前記境界線を水平線に近づけるような修正を行い、
    前記修正を行った空気溜まりについて、前記境界線に接する属性情報が気体と決定された節点の属性情報を気液に変更し、
    前記属性情報を気液に変更された節点とこれに隣接する属性情報が気体と決定された節点の高さを比較すること、及び該比較の結果、前記属性情報を気液とされた節点の高さが前記属性情報を気体と決定された節点の高さよりも低い又は同じと判断した場合には前記属性情報を気体と決定された節点の属性情報を気液に変更することを繰り返すことで、前記空気溜まりの最高部位の検出を行う演算手段と
    を備えることを特徴とする空気溜まり解析装置。
  8. 前記演算手段は、
    前記属性情報を液体と決定された節点に隣接する節点の属性情報が全て決定するまで前記属性情報を液体と決定された節点と前記属性情報を気体と決定された節点の高さを比較することで空気溜まりの検出を行うこと
    を特徴とする請求項７に記載の空気溜まり解析装置。
  9. 前記境界線を水平に近づける修正は、前記境界線に接する属性情報が液体と決定された節点のうち最も高い位置に位置する節点及び前記境界線に接する属性情報が気体と決定された節点のうち最も低い位置に位置する節点を検出し、
    前記検出した属性情報が液体と決定されている節点と前記検出した属性情報が気体と決定された節点の高さを比較し、
    前記検出した属性情報が液体と決定された節点の高さより前記検出した属性情報が気体と決定された節点が低い場合又は同じ場合は、前記検出した属性情報が気体と決定された節点の属性情報を液体に変更した後、更に前記境界線に接する属性情報が気体である節点のうち最も低い位置に位置する節点を検出することを繰り返し、
    前記検出した属性情報が気体と決定された節点の高さが前記検出した属性情報が液体と決定された節点の高さより高い場合は、前記境界線を確定すること
    を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の空気溜まり解析装置。
  10. 前記演算手段は、前記被塗装ワークから複数の空気溜まりと液体塗料の境界線を検出した場合、一の境界線について一回の修正を行った後には他の境界線の修正を行うことにより前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づける修正を行うこと
    を特徴とする請求項９に記載の空気溜まり解析装置。
  11. 前記演算手段は、前記境界線を水平線に近づける修正を行う毎に前記空気溜まりと前記液体塗料の境界線の検出を行うことで前記検出した空気溜まりと液体塗料の境界線を水平線に近づけるような修正を行うこと
    を特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置。
  12. 前記演算手段は、属性情報が気液に変更された接点と、前記属性情報が気体と決定された節点との高さの比較を行った後に、前記属性情報が気体と決定された節点の属性情報を気液に変更した場合は、属性情報が気液とされた接点と属性情報が気体と決定された節点との境界線を再度検出し、属性情報が気液と決定された節点とその節点に隣接しつつ前記再度検出された境界線に接しているまだに比較対象となっていない属性情報が気体と設定された節点を抽出し、属性情報が気体とされた節点の高さが属性情報が気液とされた節点より低いかの判断を行うことを繰り返し、属性情報が気体とされた節点より低い又は同じと判断される属性情報が気液と決定された節点がなくなったと判断した場合は、前記空気溜まりの最高部位の位置の特定を行うこと
    を特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の空気溜まり解析装置。
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