JP4967699B2 - 隙間検証装置、ｃａｄシステム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、３次元で作成されたＣＡＤ（Computer Aided Design）データを用いてアセンブリ上に配置される各部品間の隙間を検証する装置、及びこの隙間検証装置を備えるＣＡＤシステム、並びにコンピュータプログラムに関する。

３次元ＣＡＤシステムを用いて製品を設計する場合、当該製品を形成する複数の部品それぞれについて、面・稜線・頂点といった当該部品を構成する複数の要素に、相隣る部品の要素との間の距離・要素間の角度といった配置条件を与えておき、それらの部品を前記配置条件に従ってアセンブリ上に配置して製品に組み立てる作業を行う。かかる部品には、各部品間の電磁気的相互作用、熱量的相互作用、組み立て冶具の寸法、又は部品の伸縮等を考慮して、相隣る部品相互の隙間寸法が定められており、アセンブリ上に組み立てた各部品間の隙間寸法が所定の値を満たしているか否かを検証している。

従来、このような相隣る部品の隙間を検証する装置は、検証対象たる両部品それぞれの各要素を互いに組み合わせ、各組み合わせについて両要素間の距離をそれぞれ算出し、得られた要素間の距離が最も小さいものを両部品間の隙間寸法としていた。

一方、かかる隙間検証とは別に、アセンブリ上に配置された各部品に容認できない干渉があるか否かもチェックされている。後記する特許文献１には、アセンブリ上に配置された各部品相互の干渉をチェックすべく、各部品それぞれに干渉チェック領域を設定し、設定した干渉チェック領域内において各部品の相互干渉の有無をチェックする方法が開示されている。
特開２００５−２０８９６４号公報

しかしながら、前述した従来の隙間検証装置にあっては次のような問題が生じていた。
図６及び図７は、アセンブリ上に配置された各部品の構成を示す模式図であり、両図中、５１は平板状のボード部品である。両図の内、図６はボード部品５１に突起部が無い場合を、図７はボード部品５１に突起部５１ａがある場合を示している。なお、両図中、互いに対応する部分には同じ番号を付してある。

図６に示したように、ボード部品５１の一面の略中央にはＣＰＵ（図示せず）を実装させる矩形環板状のソケット５２がその裏面をボード部品５１の一面に当接させて配置されており、このソケット５２の周囲には、複数の短寸柱状のコンデンサ５３，５３，…が前記ソケット５２から所定距離を隔ててボード部品５１に立設してある。

また、図７に示した場合にあっては、ボード部品５１の前記一面であってソケット５２から所定距離を隔てた位置に矩形状の突起部５１ａが形成されている以外は、図６に示した構成と同じである。

図６に示した配置構成の各部品については、隙間寸法の検証が必要な個所はソケット５２と各コンデンサ５３，５３，…との間の部分であるが、従来の装置によって前述した如く部品間の隙間を算出すると、隙間検証が不要なソケット５２とボード部品５１との間の部分も算出されてしまうため検証作業の効率が低い。

一方、図７に示した配置構成の各部品については、ソケット５２と各コンデンサ５３，５３，…との間の部分以外にも、ボード部品５１の突起部５１ａとソケット５２との間の部分も隙間検証が必要であるが、従来の装置によって前述した如く部品間の隙間を算出すると、ソケット５２はボード部品５１に当接しているため、全体として両部品間の隙間寸法は零であると算出されてしまい、必要な部分の隙間検証が実施されない。

ところで、前述した特許文献１に開示された方法にあっては、各部品の相互干渉のチェックを行うべく、各部品それぞれに干渉チェック領域を設定するものであるが、かかる方法をそのまま部品間の隙間検証に適用することはできない。また、干渉チェック領域の設定は各部品それぞれについて実施する必要があるため設定作業が煩雑であり、部品の設計変更が生じた場合、干渉チェック領域の設定作業が更に煩雑である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、必要な個所の隙間検証を部品の設計変更が生じた場合であっても容易に実施することができる隙間検証装置、該隙間検証装置を備えるＣＡＤシステム、及びコンピュータプログラムを提供する。

本発明にあっては、アセンブリ上に配置される基準部品及び対象部品の隙間を検証する隙間検証方法であって、コンピュータが、前記基準部品に含まれる第一の要素と、前記対象部品に含まれ前記第一の要素に対向する第二の要素との間に規定された配置条件情報に基づいて、前記第二の要素を含み前記アセンブリを区分する基準面を生成し、前記基準面
により区分されたアセンブリの領域のうち前記基準部品を含む第一の領域に、前記対象部品に含まれる各要素が存在するかを判別し、前記第一の領域に前記対象部品に含まれる要素が存在する場合は、前記基準部品と当該要素との間の隙間を検証する。

図５は、本発明装置による隙間検証の原理を説明する説明図であり、図中、Ｓは、アセンブリ上に配置された基準部品、Ｔは、基準部品Ｓとの間で隙間検証を行う対象部品である。

図５に示したように、基準部品Ｓ及び対象部品Ｔはそれぞれ、面・稜線・頂点といった複数の要素によって構成されており、これらの要素によって図に示した例では、矩形状の基準部品Ｓ、及び直方体の一面により小さい直方体状の突起部Ｔａが一体的に設けてある対象部品Ｔが形成されている。

いま、対象部品Ｔは、突起部Ｔａが設けられた面ｙｔ１が基準部品Ｓの所定の面ｙｓ１と平行をなし、両面ｙｔ１,ｙｔ１の間の隙間が設計された寸法、例えば５０．００になるように配置されている。これらの条件は配置条件情報として対象部品Ｔの前記面ｙｔ１に設定されている。
なお、基準部品Ｓ及び対象部品Ｔの各要素については、その寸法、角度等の属性情報がそれぞれ生成されている。

本発明にあっては、対向する要素の属性情報及び配置条件情報に基づいて基準面Ｍを生成する。例えば、対象部品Ｔの基準部品Ｓに対向する前記面ｙｔ１を含む無限的な面を生成し、それを基準面Ｍとする。これによって、アセンブリＲＡは基準面Ｍによって２つの領域ＲＳ，ＲＴに分割されるが、両領域ＲＳ，ＲＴの内の前記基準部品Ｓが存在する側を検証対象領域ＲＳとする。

そして、対象部品Ｔを構成する各要素について、検証対象領域ＲＳ内に存在するものがあるか否かをそれぞれ判断し、存在するものがある場合、基準面Ｍより基準部品Ｓ側に位置する突起部Ｔａが形成されているとして、当該突起部Ｔａの各要素について、当該要素と基準部品Ｓの前記面ｙｓ１との間の距離をそれぞれ算出し、得られた値を予め与えられた隙間寸法と比較することによって、突起部Ｔａと基準部品Ｓとの間の隙間を検証する。

これによって、対象部品Ｔの一部であっても検証が必要な突起部Ｔａが特定され、突起部Ｔａと基準部品Ｓとの間の隙間検証が実行される。
このとき、対象部品Ｔの要素の内、基準面Ｍに存在する要素、図５に示した場合にあっては面ｙｔ１は検証対象から除外しておく。

これによって検証が不要な要素が排除され、検証作業の効率が向上する。
一方、基準部品Ｓ又は対象部品Ｔの設計が変更された場合であっても、変更された対象部品Ｔの属性情報及び配置条件情報に基づいて、前述した如く基準面Ｍを生成して検証対象領域ＲＳを定めればよいため、部品の設計変更にも迅速・容易に対応することができる。

なお、前述した基準面Ｍは、対象部品Ｔの前記面ｙｔ１を含むように生成する以外に、突起部Ｔａの寸法を考慮して、対象部品Ｔの前記面ｙｔ１の位置から基準部品Ｓ側へ突起部Ｔａを越えない所定距離だけ移動させた位置に生成するようにしてもよい。

この場合、対象部品Ｔを構成する各要素に検証対象領域ＲＳ内に存在するものがあるか否かを判断する過程において、対象部品Ｔの前記面ｙｔ１は検証対象から除外されるので、検証作業の効率が更に向上する。

（本発明の実施形態）
図１は、本発明に係るＣＡＤシステムの要部構成を示すブロック図である。
図１に示したように、ＣＡＤシステム１は、部品の要素及び動作指令等を入力するための入力装置６、設計した部品・装置等を表示する表示装置７、ハードディスクを搭載したハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置８，光ディスク・フレキシブルディスク等のディスク１０について情報の読み出し・書き込みを行うディスクドライブ装置９、及び主記憶装置５を備えており、これら各装置５〜９の動作は制御装置２によって制御される。

また、ＣＡＤシステム１は、３次元設計を行うためのＣＡＤ装置３を備えており、更に、ＣＡＤ装置３によって作成された３次元ＣＡＤデータを用いて、アセンブリ上に配置される各部品の間の隙間を検証する隙間検証装置４を備えている。これらＣＡＤ装置３及び隙間検証装置４の動作も前記制御装置２によって制御される。

前記ＣＡＤ装置３には、３次元設計の支援を行う設計支援部３０が設けてあり、設計支援部３０は、入力装置６から入力される設計情報に従って線分・面等をアセンブリ上に配して複数の要素及び各要素で構成される部品を形成するとともに、形成した各要素の寸法、角度等の情報を当該要素の属性情報としてモデル情報記憶部３１内の属性情報記憶部３２に与え、そこに記憶させる。

また、設計支援部３０は、相隣る位置に他の部品が形成されると、両部品を構成する適当な要素について、相隣る他の部品の要素との間の距離・要素間の角度といった配置条件情報を生成し、生成した配置条件情報をモデル情報記憶部３１内の配置条件情報記憶部３３に記憶させる。
一方、前記隙間検証装置４には、対象部品において検証すべき要素を特定する対象要素特定部４１、検証対象の要素間の隙間寸法を計算する隙間計算部４３、及び所定の隙間寸法を満足するか否かを検証する検証部４２が設けてある。

図２は、図１に示した隙間検証装置４による隙間検証手順を示すフローチャートである。
隙間検証装置４は、アセンブリ上に配置された各部品から任意の部品を選択して対象部品及び基準部品とし（ステップＳ１）、選択した対象部品及び基準部品を構成する各要素について、前述したモデル情報記憶部３１の属性情報記憶部３２及び配置条件情報記憶部３３から、属性情報及び配置条件情報をそれぞれ読み出す（ステップＳ２）。そして、両部品の属性情報及び配置条件情報が読み出されると、隙間検証装置４の対象要素特定部４１は、次のようにして対象要素を特定する（ステップＳ３）。

図３は、図１に示した対象要素特定部４１による対象要素の特定手順を示すフローチャートである。
対象要素特定部４１は、読み出された属性情報及び配置条件情報に基づいて、対象部品の基準部品に対向する面を含む無限的な基準面を生成する（ステップＳ３０）。これによって、アセンブリは基準面によって分割されるが、対象要素特定部４１は、アセンブリの基準面によって分割された領域の内、基準部品が含まれる領域を選択して検証対象領域とする（ステップＳ３１）。

対象要素特定部４１は、対象部品の全ての要素を検討したか否かを判断し（ステップＳ３２）、全ての要素を検討していない場合、対象部品の任意の要素を選択する（ステップＳ３３）。対象要素特定部４１は、選択した要素が前述した如く生成した基準面に存在するか否かを判断し（ステップＳ３４）、そうである場合はステップＳ３２へ戻る。
これによって、検証が不要な要素が排除され、検証の作業効率が向上する。

一方、ステップＳ３４で基準面に存在しないと判断した場合、対象要素特定部４１は、当該要素がステップＳ３１で決定した検証対象領域内に存在するか否かを判断し（ステップＳ３５）、存在すると判断した場合、当該要素を対象要素に決定した（ステップＳ３６）後、ステップＳ３２へ戻る。しかし、ステップＳ３５で検証対象領域内に存在しないと判断した場合、対象要素特定部４１は、前記ステップＳ３６をスキップしてステップＳ３２へ戻る。
そして、対象要素特定部４１は、ステップＳ３２〜ステップＳ３６までの動作を、ステップＳ３２で対象部品の全ての要素を検討したと判断するまで繰り返す。

図２に示したように、対象要素特定部４１による対象要素の特定が終了すると、隙間検証装置４の検証部４２は、対象要素特定部４１によって特定された対象要素が存在するか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、検証部４２は、特定された対象要素が存在する場合は、当該各対象要素に付いてステップＳ５０〜ステップＳ５６に示したように隙間検証を行い（ステップＳ５）、特定された対象要素が存在しない場合は、対象部品の各要素に付いてステップＳ６０〜ステップＳ６６に示したように隙間検証を行う（ステップＳ６）。なお、ステップＳ５０〜ステップＳ５６とステップＳ６０〜ステップＳ６６とは、対象部品における検証対象が前述したようにして特定された対象要素であるか、対象部品の要素であるかの相違以外は同じ処理であるので、図４を用いて両処理を説明する。

図４は、図１に示した検証部４２及び隙間計算部４３による隙間検証手順を示すフローチャートである。
検証部４２は、組み合わせを実施していない対象部品の要素（対象要素）と基準部品の要素とを選択する（ステップＳ６０（ステップＳ５０））。
このようにして両要素が選択されると、隙間計算部４３は、選択された両要素間の距離（隙間寸法）を計算する（ステップＳ６１（ステップＳ５１））。

検証部４２には所要の隙間寸法（規準寸法）が予め与えられており、検証部４２は、隙間計算部４３によって計算された隙間寸法が規準寸法より短いか否かを判断する（ステップＳ６２（ステップＳ５２））。そして、検証部４２は、規準寸法より短いと判断した場合、当該要素に係る情報を一時保持する（ステップＳ６３（ステップＳ５３））一方、規準寸法以上であった場合、このステップＳ６３（ステップＳ５３）をスキップする。

検証部４２は、対象部品の各要素（各対象要素）と基準部品の各要素との全ての組み合わせを実施したか否かを判断し（ステップＳ６４（ステップＳ５４））、全ての組み合わせを実施したと判断するまで、ステップＳ６０（ステップＳ５０）〜ステップＳ６４（ステップＳ５４）までの操作を繰り返す。

検証部４２は、前述したステップＳ６３（ステップＳ５３）によって一時保持した要素に係る情報が存在する場合、最短距離であった情報を選択し（ステップＳ６５（ステップＳ５５））、選択した要素に係る情報を主記憶装置５の所定アドレスに退避させる（ステップＳ６６（ステップＳ５６））。

このような検証動作が終了すると、図２に示したように、隙間検証装置４は、主記憶装置５の所定アドレスに退避情報が存在するか否かを判断し（ステップＳ７）、退避情報が存在する場合、規準寸法より短い隙間寸法の要素が存在するので、当該要素に係る警報情報を作成し（ステップＳ８）、作成した警報情報を表示装置７等に出力して（ステップＳ９）、ユーザに知らせる。
かかる隙間検証作業は全ての部品の組み合わせについて、基準部品及び対象部品の指定を交換しつつ実行される。

なお、このような隙間検証のコンピュータプログラムは、図１に示したディスク１０といった記憶媒体に記憶させておき、該記憶媒体からコンピュータに読み込ませることができる。これによって、当該コンピュータは隙間検証装置として機能する。

このように本発明にあっては、対向する要素の属性情報及び配置条件情報に基づいて基準面を生成し、生成した基準面によって検証対象領域を設定し、該検証対象領域内に対象部品を構成する要素が存在する場合、対象部品に基準面より基準部品側に位置する突起部が形成されているとして、当該突起部の各要素について、当該要素と基準部品との隙間を検証するため、対象部品の一部であっても検証が必要な突起部が特定され、突起部と基準部品との間の隙間検証が実行される。

このとき、ステップＳ３４に示したように、対象部品の要素の内の基準面に存在する要素は検証対象から除外しておく。これによって検証が不要な要素が排除され、検証作業の効率が向上する。
なお、本実施の形態では、基準面は、対象部品の基準部品に対向する面を含むように生成するようにしてあるが、本発明はこれに限らず、対象部品の突起部の寸法を考慮して、対象部品の前記面の位置から基準部品側へ突起部を越えない所定距離だけ移動させた位置に生成するようにしてもよい。
この場合、ステップＳ３５における判断過程において、対象部品の前記面は検証対象から除外されるので、検証作業の効率が更に向上する。

本発明に係るＣＡＤシステムの要部構成を示すブロック図である。 図１に示した隙間検証装置による隙間検証手順を示すフローチャートである。 図１に示した対象要素特定部による対象要素の特定手順を示すフローチャートである。 図１に示した検証部及び隙間計算部による隙間検証手順を示すフローチャートである。 本発明装置による隙間検証の原理を説明する説明図である。 アセンブリ上に配置された各部品の構成を示す模式図である。 アセンブリ上に配置された各部品の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ ＣＡＤシステム
２ 制御装置
３ ＣＡＤ装置
４ 隙間検証装置
５ 主記憶装置
６ 入力装置
７ 表示装置
８ ＨＤＤ装置
９ ディスクドライブ装置
１０ ディスク
Ｓ 基準部品
Ｔ 対象部品
Ｔａ 突起部
Ｍ 基準面
ＲＡ アセンブリ
ＲＳ 検証対象領域

Claims (4)

1. アセンブリ上に配置される基準部品及び対象部品の隙間を検証する隙間検証方法であって、
   コンピュータが、
   前記基準部品に含まれる第一の要素と、前記対象部品に含まれ前記第一の要素に対向する第二の要素との間に規定された配置条件情報に基づいて、前記第二の要素を含み前記アセンブリを区分する基準面を生成し、
   前記基準面により区分されたアセンブリの領域のうち前記基準部品を含む第一の領域に、前記対象部品に含まれる各要素が存在するかを判別し、
   前記第一の領域に前記対象部品に含まれる要素が存在する場合は、前記基準部品と当該要素との間の隙間を検証する、
   ことを特徴とする隙間検証方法。
   
   
2. アセンブリ上に配置される基準部品及び対象部品の隙間を検証する隙間検証装置であって、
   前記基準部品に含まれる第一の要素と、前記対象部品に含まれ前記第一の要素に対向する第二の要素との間に規定された配置条件情報に基づいて、前記第二の要素を含み前記アセンブリを区分する基準面を生成する基準面生成手段と、
   前記基準面により区分されたアセンブリの領域のうち前記基準部品を含む第一の領域に、前記対象部品に含まれる各要素が存在するかを判別する判別手段と、
   前記第一の領域に前記対象部品に含まれる要素が存在する場合は、前記基準部品と当該要素との間の隙間を検証する検証手段とを備える、
   ことを特徴とする隙間検証装置。
   
   
3. アセンブリ上に配置される基準部品及び対象部品の要素の配置条件情報を生成するＣＡＤ装置と、前記各要素の配置条件情報に基づいて、両部品間の隙間を検証する隙間検証装置とを備えるＣＡＤシステムであって、
   前記隙間検証装置は、
   前記基準部品に含まれる第一の要素と、前記対象部品に含まれ前記第一の要素に対向する第二の要素との間に規定された配置条件情報に基づいて、前記第二の要素を含み前記アセンブリを区分する基準面を生成する基準面生成手段と、
   前記基準面により区分されたアセンブリの領域のうち前記基準部品を含む第一の領域に、前記対象部品に含まれる各要素が存在するかを判別する判別手段と、
   前記第一の領域に前記対象部品に含まれる要素が存在する場合は、前記基準部品と当該要素との間の隙間を検証する検証手段とを備えることを特徴とするＣＡＤシステム。
   
   
4. コンピュータを、アセンブリ上に配置される基準部品及び対象部品の隙間を検証する手段として機能させるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   前記基準部品に含まれる第一の要素と、前記対象部品に含まれ前記第一の要素に対向する第二の要素との間に規定された配置条件情報に基づいて、前記第二の要素を含み前記アセンブリを区分する基準面を生成する基準面生成手段、
   前記基準面により区分されたアセンブリの領域のうち前記基準部品を含む第一の領域に、前記対象部品に含まれる各要素が存在するかを判別する判別手段、
   前記第一の領域に前記対象部品に含まれる要素が存在する場合は、前記基準部品と当該要素との間の隙間を検証する検証手段、
   として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
   
   

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