JP5359986B2

JP5359986B2 - 接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法

Info

Publication number: JP5359986B2
Application number: JP2010108637A
Authority: JP
Inventors: 秀城阿部; 正芳橋間
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: US20110273447A1; JP2011238008A

Description

本発明は、接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法に関する。

機械部品の設計では、ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いて、部品の組み立て状態を、３次元モデル上で検証することが重要となる。３次元モデル上で検証する際、３次元モデルの分解図や爆発図を自動的に生成する自動生成機能や部品同士の公差を解析する公差解析機能が用いられる。これらの機能では、部品間の接続関係の情報が必要となる。

部品間の接続関係の情報を算出する方法として、部品をポリゴン化したポリゴンモデル間で距離を計算し、部品間の最短距離から接触している接続関係の部品の組を算出する技術がある。また、部品の円柱状立体の中心軸線と、部品の円柱状空洞の中心軸線とを計算し、これら部品の３次元モデルで示される位置に配置した場合の中心軸線間の角度と距離とから互いに締結関係にある部品の組を算出する技術がある。

特開２００８−６５７０８号公報

しかしながら、締結された部品間の接続関係を算出する従来の技術では、部品の数が多くなると、計算量が膨大になるという問題がある。すなわち、部品の数が多くなると、部品に関するポリゴン数が増大し、ポリゴン間の組み合わせが増加するので、ポリゴンを用いた部品間の距離を計算する計算量が膨大になってしまう。また、部品の中心軸線間の角度と距離とから締結関係にある部品の組を算出する技術であっても、部品の数が多くなれば、部品間の組み合わせが増加するので、締結関係にある部品の組を算出する計算量が膨大になる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、締結された部品間の接続関係を効率的に算出できる接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法を提供することを目的とする。

本願の開示する接続関係決定処理プログラムは、一つの態様において、部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順とをコンピュータに実行させる。

本願の開示する接続関係決定処理プログラムの一つの態様によれば、締結された部品相互間の接続関係を効率的に算出できるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。図２は、接続関係決定処理の概念を示す図である。図３は、実施例２に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。図４は、部品情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図５は、接続関係記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図６は、包含形状算出の具体例について説明する図である。図７は、干渉部品検索の具体例について説明する図である。図８は、接続関係算出の具体例について説明する図である。図９は、実施例２に係る接続関係決定処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、干渉部品検索処理の手順を示すフローチャートである。図１１は、接続関係算出処理の手順を示すフローチャートである。図１２は、接続関係決定処理の用途を示す図である。図１３は、接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

以下に、本願の開示する接続関係決定処理プログラム、コンピュータ支援装置及びコンピュータ支援方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例１に係るコンピュータ支援装置の構成］
図１は、本実施例１に係るコンピュータ支援装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、コンピュータ支援装置１は、記憶部１１、包含形状算出部１２、干渉部品検索部１３及び接続関係決定部１４を有する。

記憶部１１は、部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する。包含形状算出部１２は、記憶部１１から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する。ここで、締結部品とは、少なくとも２つの部品を接触させ、固定する機能を持つ部品を指す。例えば、締結部品は、ネジ、ボルト、スナップフィットまたはリベットであるが、これらに限定されるものではない。

干渉部品検索部１３は、包含形状算出部１２によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を記憶部１１から検索する。接続関係決定部１４は、締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部１３によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。なお、締結部品が有する機能とは、例えば部品間を締結する機能であるが、締結部品の形状を含むものとする。

ここで、コンピュータ支援装置１による接続関係決定処理の概念を、図２を参照しながら説明する。図２は、接続関係決定処理の概念を示す図である。図２（Ａ）に示すように、包含形状算出部１２は、記憶部１１から部品間を締結する締結部品Ｎの部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品Ｎの３次元形状を包含する包含形状Ｘを算出する。ここでは、締結部品Ｎは、ネジを指すものとする。

そして、図２（Ｂ）に示すように、干渉部品検索部１３は、包含形状算出部１２によって算出された包含形状Ｘの配置位置に基づき、当該包含形状Ｘと干渉する部品Ａ、Ｂの部品情報を、記憶部１１から検索する。すなわち、干渉部品検索部１３は、包含形状Ｘの位置周辺から該包含形状Ｘに干渉する２部品Ａ、Ｂの部品情報を検索する。

さらに、図２（Ｃ）に示すように、接続関係決定部１４は、締結部品Ｎが有する機能に基づいて、干渉部品検索部１３によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。例えば、部品Ａの動けない方向は、締結部品Ｎの機能から規定される部品Ｂの方向を示し、部品Ｂの動けない方向は、締結部品Ｎの機能から規定される部品Ａの方向を示すこととなる。すなわち、締結部品Ｎと干渉する部品Ａは、部品Ｂが締結部品Ｎと干渉しているので、部品Ｂの方向に動けないのである。一方、締結部品Ｎと干渉する部品Ｂは、部品Ａが締結部品Ｎと干渉しているので、部品Ａの方向に動けないのである。

このようにして、コンピュータ支援装置１は、記憶部１１から部品間を締結する締結部品の部品情報を検索し、当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出するようにした。このため、コンピュータ支援装置１は、当該包含形状の位置周辺に絞って、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を検索できる。この結果、コンピュータ支援装置１は、締結部品が有する機能に基づいて、当該締結部品の包含形状と干渉する部品同士の動けない方向を効率的に算出できる。

［実施例２に係るコンピュータ支援装置の構成］
図３は、本実施例２に係るコンピュータ支援装置２の構成を示す機能ブロック図である。コンピュータ支援装置２は、入力部２１、出力部２２、記憶部２３及び制御部２４を有する。

入力部２１は、ユーザが操作データを入力するための装置であり、例えば、キーボード、マウスまたはタッチパネル型ディスプレイ等を含む。出力部２２は、後述する接続関係決定部２４５によって決定される、締結された相互部品間の接続関係等を出力する装置であり、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、タッチパネル型ディスプレイ等を含む。

記憶部２３は、３次元モデルデータベース２３１及び接続関係記憶部２３３を有する。なお、記憶部２３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置を含む。

３次元モデルデータベース２３１は、部品を含む３次元モデルのデータベースであり、ＣＡＤ（Computer Aided Design）によって生成された部品を含む３次元データを記憶する。例えば、３次元データは、部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状を表す形状データ及び、部品が配置される位置を表す位置データを含む。なお、３次元形状を表す形状データには、部品のポリゴンモデルを含むものとしても良い。

また、３次元モデルデータベース２３１は、部品情報記憶部２３２を含む。部品情報記憶部２３２は、部品の機能に応じた動作方向を、部品毎に記憶する。ここで、部品情報記憶部２３２について図４を参照しながら説明する。図４は、部品情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図４に示すように、部品情報記憶部２３２は、部品名２３２ａ、型番２３２ｂ及び動作方向２３２ｃを、型番２３２ｂに対応付けて記憶する。部品名２３２ａは、部品の名称を示す。例えば、部品名２３２ａには、部品間を締結する締結部品を指すネジ、ボルト、スナップフィットまたはリベット等がある。また、部品名２３２ａには、締結部品の他、締結部品によって締結される部品がある。

型番２３２ｂは、部品名２３２ａによって示される部品の機能に応じた識別番号を示す。例えば、部品名２３２ａが２部品間を締結する締結部品の場合には、２部品間を締結する機能を有する部品を把握する識別番号となる。また、部品名２３２ａが３部品間を締結する締結部品の場合には、３部品間を締結する機能を有する部品を把握する識別番号となる。

動作方向２３２ｃは、部品名２３２ａによって示される部品の機能を発揮するために動作する方向を示す。例えば、部品名２３２ａが締結部品の場合には、動作方向２３２ｃは、部品間を締結する機能を発揮するために動作する方向、すなわち締結部品の中心軸方向となる。

図３に戻って、接続関係記憶部２３３は、後述する接続関係決定部２４５によって決定される部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する。ここで、接続関係記憶部２３３について図５を参照しながら説明する。図５は、接続関係記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図５に示すように、接続関係記憶部２３３は、接続関係２３３ｂを部品名２３３ａに対応付けて記憶する。

部品名２３３ａは、締結部品と干渉する部品の名称である。接続関係２３３ｂは、部品名２３３ａによって示される部品が動けない方向を指す。例えば、部品Ａ及び部品Ｂが同一の締結部品と干渉する場合、部品Ａに関する接続関係２３３ｂは、部品Ｂの方向となる。一方、部品Ｂに関する接続関係２３３ｂは、部品Ａの方向となる。

図３に戻って、制御部２４は、包含形状算出部２４１、干渉部品検索部２４４、接続関係決定部２４５及び接続関係出力部２４７を有する。また、包含形状算出部２４１は、締結部品検索部２４２及び締結部品包含形状算出部２４３を有する。また、接続関係決定部２４５は、接続関係算出部２４６を有する。なお、制御部２４は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路またはＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。

締結部品検索部２４２は、入力部２１からの操作データに基づいて、３次元モデルデータベース２３１から部品間を締結する締結部品の部品情報を検索する。具体的には、締結部品検索部２４２は、入力部２１によって指定される締結部品の名称を取得すると、部品情報記憶部２３２から該締結部品の名称に対応する型番２３２ｂ及び動作方向２３２ｃを、部品情報として検索する。さらに、締結部品検索部２４２は、３次元モデルデータベース２３１から指定される締結部品の名称に対応する３次元形状及び配置位置を、部品情報として検索する。なお、締結部品検索部２４２は、入力部２１によって指定される締結部品の名称に基づいて締結部品の部品情報を検索するものとして説明したが、入力部２１によって指定される締結部品の形状に基づいて検索するようにしても良い。

締結部品包含形状算出部２４３は、締結部品検索部２４２によって検索された締結部品の部品情報に含まれる３次元形状を包含する包含形状を算出する。例えば、３次元形状を包含する包含形状には、当該３次元形状を包含する直方体、すなわちバウンディングボックス（Bounding Box）がある。また、３次元形状を包含する別の包含形状には、当該３次元形状を包含する円柱がある。

ここで、包含形状算出の具体例について図６を参照しながら説明する。図６は、包含形状算出の具体例を示す図である。図６に示すように、締結部品がネジＮ_１の場合、ネジＮ_１の３次元形状を包含する形状の一例として、バウンディングボックスＸ_１がある。また、ネジＮ_１の３次元形状を包含する形状の別の例として、円柱Ｘ_２がある。円柱Ｘ_２は、ネジＮ_１の３次元形状の頂部を含む程度の大きさで良い。

図３に戻って、干渉部品検索部２４４は、締結部品包含形状算出部２４３によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を３次元モデルデータベース２３１から検索する。具体的には、干渉部品検索部２４４は、締結部品包含形状算出部２４３によって算出された締結部品を包含する包含形状を複数のポリゴンに分解する。また、干渉部品検索部２４４は、３次元モデルデータベース２３１によって記憶された部品情報から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される部品の部品情報を順次選択する。そして、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を複数のポリゴンに分解する。なお、所定範囲とは、当該締結部品が部品と干渉可能な距離の範囲を意味し、締結部品の大きさから換算される締結部品毎の値であっても良いし、全ての種類の締結部品の内、最大の大きさの締結部品から換算される値であっても良い。

また、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。そして、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差する場合には、当該部品情報及び交差位置を記憶部２３１に一時的に格納する。つまり、干渉部品検索部２４４は、選択した部品が締結部品と干渉すると判断する。

また、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれのポリゴンも締結部品を包含する包含形状を形成するいずれのポリゴンと交差しない場合には、次の部品を選択する。つまり、干渉部品検索部２４４は、選択した部品が締結部品と干渉しないと判断する。なお、締結部品を包含する包含形状と干渉する部品を検索する方法の一例として、ポリゴンの干渉チェックアルゴリズムがある。

ここで、干渉部品検索の具体例について図７を参照しながら説明する。図７は、干渉部品検索の具体例について説明する図である。図７（Ａ）に示すように、干渉部品検索部２４４は、締結部品を包含する包含形状をバウンディングボックスＸとし、バウンディングボックスＸを複数のポリゴンに分解する。ここでは、バウンディングボックスＸの１つのポリゴンとしてｘ_１があるものとする。

次に、図７（Ｂ）に示すように、干渉部品検索部２４４は、３次元モデルデータベース２３１によって記憶された部品の部品情報から、１個の部品Ａの部品情報を選択し、選択した部品Ａの部品情報に含まれる３次元形状を複数のポリゴンに分解する。ここでは、部品Ａの３次元形状のポリゴンとしてａ_１及びａ_２があるものとする。

次に、図７（Ｃ）に示すように、干渉部品検索部２４４は、選択した部品Ａの部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含するバウンディングボックスＸを形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。ここでは、干渉部品検索部２４４は、部品Ａの３次元形状を形成するポリゴンａ_１が締結部品を包含するバウンディングボックスＸを形成するポリゴンｘ_１と交差するので、部品Ａを締結部品と干渉している部品として検索する。

図３に戻って、接続関係算出部２４６は、締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部２４４によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する。具体的には、接続関係算出部２４６は、部品情報記憶部２３２から指定された締結部品の動作方向２３２ｃを読み出す。また、接続関係算出部２４６は、干渉部品検索部２４４によって締結部品と干渉した部品が複数個検索された場合には、検索された複数個の部品同士は接触していると判断する。そして、接続関係算出部２４６は、締結部品に関するポリゴンと、締結部品と干渉した各部品に関するポリゴンとが交差した交差位置から、締結部品の動作方向２３２ｃに対する各部品の並びを算出する。そして、接続関係算出部２４６は、各部品の並びから、各部品の動けない方向を決定する。例えば、部品の並びが部品Ａ、部品Ｂである場合には、部品Ａの動けない方向は部品Ｂの方向であり、部品Ｂの動けない方向は部品Ａの方向である。また、部品の並びが部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃである場合には、部品Ａの動けない方向は部品Ｂの方向であり、部品Ｂの動けない方向は部品Ａの方向及び部品Ｃの方向であり、部品Ｃの動けない方向は部品Ｂの方向である。

また、接続関係算出部２４６は、干渉部品検索部２４４によって締結部品と干渉した部品が複数個検索されなかった場合には、この干渉した部品は他の部品と接触していないと判断し、部品の動けない方向はないものと決定する。

ここで、接続関係算出の具体例について図８を参照しながら説明する。図８は、接続関係算出の具体例について説明する図である。図８（Ａ）に示すように、接続関係算出部２４６は、部品情報記憶部２３２から指定された締結部品の動作方向２３２ｃを読み出す。ここでは、接続関係算出部２４６は、指定された締結部品をネジＮとし、ネジＮの動作方向２３２ｃ「中心軸方向」を部品情報記憶部２３２から読み出す。

次に、図８（Ｂ）に示すように、部品Ａ、ＢがネジＮと干渉した場合に、部品Ａ、Ｂの動けない方向は、ネジＮの動作方向、すなわち「中心軸方向」となる。つまり、ネジＮと干渉した部品が複数個ある場合には、これら部品は接触していると判断されるので、部品Ａ、ＢはネジＮの「中心軸方向」に対して動けない方向を有することとなる。

図８（Ｃ）に示すように、接続関係算出部２４６は、ネジＮと干渉した部品が部品Ａ、Ｂと複数個検索されたので、これらの部品Ａ、Ｂは接触していると判断する。そして、接続関係算出部２４６は、ネジＮに関するポリゴンと部品Ａに関するポリゴンとが交差した交差位置、及びネジＮに関するポリゴンと部品Ｂに関するポリゴンとが交差した交差位置からネジＮの「中心軸方向」に対する部品Ａ、Ｂの並びを算出する。ここでは、ネジＮの「中心軸方向」に対し、部品Ａが部品Ｂの前に配置されている。そして、接続関係算出部２４６は、ネジＮの「中心軸方向」であって部品Ｂが配置された方向を、部品Ａが動けない方向ｄ_Ａとして決定する。この方向情報が、部品Ａの部品Ｂに対する接続関係となる。一方、接続関係算出部２４６は、ネジＮの「中心軸方向」であって部品Ａが配置された方向を、部品Ｂが動けない方向として決定する。この方向情報が、部品Ｂの部品Ａに対する接続関係となる。

図３に戻って、接続関係出力部２４７は、接続関係算出部２４６によって算出された各部品の動けない方向を、接続関係記憶部２３３に格納する。例えば、部品Ａ及び部品Ｂが締結部品に締結された部品であるとする。接続関係出力部２４７は、部品Ａが動けない方向、すなわち「部品Ｂ方向」を、部品Ａと対応付けて、接続関係記憶部２３３の接続関係２３３ｂに格納する。一方、接続関係出力部２４７は、部品Ｂが動けない方向、すなわち「部品Ａ方向」を、部品Ｂと対応付けて、接続関係記憶部２３３の接続関係２３３ｂに格納する。なお、接続関係出力部２４７は、接続関係記憶部２３３の接続関係２３３ｂに、「部品Ｂ方向」を格納するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、締結部品の動作方向であって部品Ｂ方向の３次元ベクトルの値を格納するものとしても良い。

［実施例２に係る接続関係決定処理の手順］
次に、実施例２に係る接続関係決定処理の手順を、図９を参照して説明する。図９は、実施例２に係る接続関係決定処理の手順を示すフローチャートである。

まず、締結部品検索部２４２は、入力部２１によって指定された締結部品の名称を取得する（ステップＳ１１）。そして、締結部品検索部２４２は、３次元モデルデータベース２３１から指定された締結部品の部品情報を検索する（ステップＳ１２）。なお、締結部品検索部２４２は、指定された締結部品の名称に基づいて締結部品の部品情報を検索するものとして説明したが、指定された締結部品の形状に基づいて締結部品の部品情報を検索しても良い。

続いて、締結部品包含形状算出部２４３は、締結部品検索部２４２によって検索された締結部品の部品情報に含まれる３次元形状を包含するバウンディングボックスを算出する（ステップＳ１３）。なお、締結部品包含形状算出部２４３は、３次元形状を包含する包含形状としてバウンディングボックスに代えて、円柱にしても良い。

続いて、干渉部品検索部２４４は、締結部品包含形状算出部２４３によって算出されたバウンディングボックスの配置位置に基づき、当該バウンディングボックスと干渉する部品の部品情報を３次元モデルデータベース２３１から検索する（ステップＳ１４）。そして、接続関係算出部２４６は、指定された締結部品が有する機能に基づいて、干渉部品検索部２４４によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する（ステップＳ１５）。

その後、接続関係出力部２４７は、接続関係算出部２４６によって算出された部品相互間の動けない方向を、接続関係記憶部２３３に格納する（ステップＳ１６）。なお、部品相互間の動けない方向を、部品名で表しても良いし、締結部品の動作方向であって部品方向の３次元ベクトルの値で表しても良い。

［干渉部品検索処理の手順］
次に、図９のステップＳ１４に示した干渉部品検索処理の手順を、図１０を参照して説明する。図１０は、干渉部品検索処理の手順を示すフローチャートである。

図１０に示すように、まず、干渉部品検索部２４４は、締結部品包含形状算出部２４３によって算出された締結部品を包含するバウンディングボックスを複数のポリゴンに分解する（ステップＳ２１）。そして、干渉部品検索部２４４は、３次元モデルデータベース２３１から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される１個の部品の部品情報を選択し（ステップＳ２２）、選択した部品情報に含まれる３次元形状を複数のポリゴンに分解する。なお、干渉部品検索部２４４が、部品の３次元形状を複数のポリゴンに分解するものとして説明したが、これに限定されず、部品のポリゴンモデルが部品情報に含まれている場合には、このポリゴンモデルを取得するものとしても良い。

続いて、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する（ステップＳ２３）。そして、部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが締結部品を包含する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差する場合には（ステップＳ２３Ｙｅｓ）、選択した部品の部品情報及び交差位置を一時的に格納する（ステップＳ２４）。そして、干渉部品検索部２４４は、ステップＳ２５に移行する。

一方、干渉部品検索部２４４によって選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれのポリゴンも締結部品を包含する包含形状を形成するいずれのポリゴンと交差しない場合には（ステップＳ２３Ｎｏ）、ステップＳ２５に移行する。

その後、干渉部品検索部２４４は、３次元モデルデータベース２３１から、指定された締結部品の配置位置から所定範囲内に配置される全ての部品の部品情報を選択したか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、干渉部品検索部２４４によって全ての部品の部品情報を選択したと判定された場合には（ステップＳ２５Ｙｅｓ）、干渉部品検索処理を終了する。一方、干渉部品検索部２４４によって全ての部品の部品情報を選択していないと判定された場合には（ステップＳ２５Ｎｏ）、未選択の部品の部品情報を選択し（ステップＳ２６）、ステップＳ２３に移行する。

［接続関係算出処理の手順］
次に、図９のステップＳ１５に示した接続関係算出処理の手順を、図１１を参照して説明する。図１１は、接続関係算出処理の手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、接続関係算出部２４６は、指定された締結部品の動作方向を、部品情報記憶部２３２から取得する（ステップＳ３１）。

続いて、接続関係算出部２４６は、指定された締結部品に関するポリゴンと、締結部品と干渉した各部品に関するポリゴンとが交差した交差位置から、締結部品の動作方向に対する各部品の並びを算出する（ステップＳ３２）。その後、接続関係算出部２４６は、各部品の並びから、各部品の動けない方向を算出する（ステップＳ３３）。なお、接続関係算出部２４６は、締結部品と干渉した部品が干渉部品検索部２４４によって複数個検索されなかった場合には、この干渉した部品は他の部品と接触していないと判断し、部品の動けない方向はないものと決定する。

［実施例２の効果］
上記実施例２によれば、干渉部品検索部２４４は、３次元モデルデータベース２３１によって記憶された部品の部品情報のうち締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択する。そして、干渉部品検索部２４４は、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、締結部品に関する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定する。かかる構成によれば、締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品に関するポリゴンが締結部品に関するポリゴンと交差するか否かを判定することとしたので、締結部品と干渉する部品を高速に発見することができる。すなわち、干渉部品検索部２４４は、判定対象を締結部品周辺の部品に絞り込むことができるので、判定処理に関わる計算量を減らすことができ、締結部品と干渉する部品を効率的に算出できる。

また、実施例２によれば、接続関係出力部２４７が、接続関係算出部２４６によって算出された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する。かかる構成によれば、部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶することとしたので、部品相互間の接続関係を簡単に取得することができることとなり、ＣＡＤを用いた機械部品の設計等のシミュレーション解析において有効に活用することができる。

また、実施例２によれば、接続関係決定部によって決定される部品相互間の動けない方向は、締結部品が有する機能に応じた動作方向であるものとした。かかる構成によれば、部品相互間の動けない方向を締結部品が有する機能に応じた動作方向としたので、部品相互間の接続関係を容易に算出できる。

［接続関係決定処理の用途］
なお、接続関係決定処理の用途について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、接続関係決定処理の用途を示す図である。なお、図１２内の符号ａ〜ｈは、部品を表すものとする。図１２に示すように、機械部品の設計等で使用される部品ａ〜ｈの接続関係を表すモデルには、部品の組み立てを表す入力モデル（ａ）、有向グラフで表す爆発グラフ（ｂ）及び爆発モデル（ｃ）がある。かかる部品間の接続関係は、３次元モデルの分解図（爆発図）の自動生成機能や部品同士の公差解析を行う公差解析機能を用いる場合に重要となるものである。そこで、実施例２に係る接続関係決定処理によって決定される、締結された部品相互間の接続関係を用いれば、部品の接続関係を表すモデル（ａ）（ｂ）（ｃ）を高速に生成することができる。この結果、３次元モデルの分解図（爆発図）の自動生成機能や交差解析機能を高速に実現することが可能となる。

［プログラム等］
また、このコンピュータ支援装置１、２は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどの情報処理装置に、上記した入力部２１、出力部２２、記憶部２３及び制御部２４の各機能を搭載することによって実現することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、締結部品検索部２４２と締結部品包含形状算出部２４３とを１つの部として統合しても良い。一方、干渉部品検索部２４４を、締結部品に関する包含形状をポリゴンに分解する包含形状ポリゴン分解部と、選択した部品に関する３次元形状をポリゴンに分解する部品ポリゴン分解部と、包含形状のポリゴンと部品形状のポリゴンとが交差するか否かを判定する交差判定部等とに分散しても良い。また、記憶部２３をコンピュータ支援装置２の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。特に、３次元モデルデータベースをコンピュータ支援装置２の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにすることが望ましい。また、入力部２１、出力部２２を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上述したコンピュータ支援装置２の機能を実現するようにしても良い。

また、上記実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１３を用いて、図３に示したコンピュータ支援装置２と同様の機能を有する接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。

図１３は、接続関係決定処理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図１３に示すように、コンピュータ１０００は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０１０と、キャッシュ１０２０と、ＨＤＤ１０３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５０、バス１０６０とを有する。ＲＡＭ１０１０、キャッシュ１０２０、ＨＤＤ１０３０、ＲＯＭ１０４０、ＣＰＵ１０５０は、バス１０６０によって接続されている。

ＲＯＭ１０４０には、図３に示したコンピュータ支援装置２と同様の機能を発揮する接続関係決定処理プログラム１０４１が予め記憶されている。

そして、ＣＰＵ１０５０は、この接続関係決定処理プログラム１０４１を読み出して実行する。これにより、図１３に示すように、接続関係決定処理プログラム１０４１は、接続関係決定処理プロセス１０５１になる。なお、接続関係決定処理プロセス１０５１は、図３に示した制御部２４に対応する。

また、ＨＤＤ１０３０には、図１３に示すように３次元モデルデータベース１０３１及び接続関係関連情報振１０３２が設けられる。３次元モデルデータベース１０３１は、例えば、図３に示した記憶部２３に記憶される３次元モデルデータベース２３１に対応し、接続関係関連情報１０３２は、図３に示した記憶部２３に記憶される接続関係記憶部２３３に対応する。

なお、上述した各プログラム１０４１については、必ずしもＲＯＭ１０４０に記憶させなくても良い。例えば、コンピュータ１０００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラム１０４１を記憶させても良い。又は、コンピュータ１０００の内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」にプログラム１０４１を記憶させても良い。又は、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１０００に接続される「他のコンピュータ（又はサーバ）」にプログラム１０４１を記憶させても良い。そして、コンピュータ１０００は、上述したフレキシブルディスクなどから各プログラムを読み出して実行するようにしても良い。

以上の実施例に係る実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、
前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする接続関係決定処理プログラム。

（付記２）前記干渉部品検索手順は、
前記記憶部によって記憶された部品情報のうち前記締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択し、選択した部品の部品情報に含まれる３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、前記締結部品の包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定することを特徴とする付記１に記載の接続関係決定処理プログラム。

（付記３）前記接続関係決定手順によって決定された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する接続関係記憶手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする付記１に記載の接続関係決定処理プログラム。

（付記４）部品相互間の動けない方向は、前記締結部品が有する機能に応じた動作方向であることを特徴とする付記３に記載の接続関係決定処理プログラム。

（付記５）部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部と、
前記記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出部と、
前記包含形状算出部によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を前記記憶部から検索する干渉部品検索部と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索部によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定部と
を有することを特徴とするコンピュータ支援装置。

（付記６）コンピュータが３次元データを用いて設計解析を支援するコンピュータ支援方法であって、
部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出ステップと、
前記包含形状算出ステップによって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索ステップと、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索ステップによって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ支援方法。

１、２コンピュータ支援装置
１１、２３記憶部
１２、２４１包含形状算出部
１３、２４４干渉部品検索部
１４、２４５接続関係決定部
２１入力部
２２出力部
２４制御部
２３１３次元モデルデータベース
２３２部品情報記憶部
２３３接続関係記憶部
２４２締結部品検索部
２４３締結部品包含形状算出部
２４６接続関係算出部
２４７接続関係出力部

Claims

部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出手順と、
前記包含形状算出手順によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索手順と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索手順によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする接続関係決定処理プログラム。
前記干渉部品検索手順は、
前記記憶部によって記憶された部品情報のうち前記締結部品の配置位置から所定範囲内に配置された部品の部品情報を順次選択し、選択した部品情報に含まれる部品の３次元形状を形成するいずれかのポリゴンが、前記締結部品に関する包含形状を形成するいずれかのポリゴンと交差するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の接続関係決定処理プログラム。
前記接続関係決定手順によって決定された部品相互間の動けない方向を、部品に対応付けて記憶する接続関係記憶手順をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の接続関係決定処理プログラム。
部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部と、
前記記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出部と、
前記包含形状算出部によって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を前記記憶部から検索する干渉部品検索部と、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索部によって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定部と
を有することを特徴とするコンピュータ支援装置。
コンピュータが３次元データを用いて設計解析を支援するコンピュータ支援方法であって、
部品の機能を発揮する当該部品の３次元形状及び部品が配置される位置を含む部品情報を部品毎に記憶する記憶部から部品同士を締結する締結部品の部品情報を検索し、検索した部品情報に含まれる当該締結部品の３次元形状を包含する包含形状を算出する包含形状算出ステップと、
前記包含形状算出ステップによって算出された包含形状の配置位置に基づき、当該包含形状と干渉する部品の部品情報を、前記記憶部から検索する干渉部品検索ステップと、
前記締結部品が有する機能に基づいて、前記干渉部品検索ステップによって検索された部品情報に関する部品相互間の動けない方向を決定する接続関係決定ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ支援方法。