JP5395499B2 - 配線処理方法、配線処理プログラム、および、配線処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線処理方法、配線処理プログラム、および、配線処理装置の技術に関する。

配電盤を製作するとき、配電盤を構成する電子部品を相互に電線で接続することにより、配電盤としての機能を得ることができる。配電盤を構成する電子部品間を接続する電線は、配線収納ダクトに入れて固定している。配電盤内部には電気部品などの電子部品が立体的に実装配置されており、各端子への配線は電圧や信号回路種別毎の回路区分に分けられて配線されており、このため小スペースの中で電線は配線されている。

従来、配電盤内部の各電気部品など電子部品への配線作業は各電線を１本ずつ配線してから部品端子へ接続していた。特許文献１には、配電盤内の配線設計を支援する３次元配線図形の作成装置が開示されている。この作成装置は、配線ルートについて、直線ルート、１回曲げルート、２回曲げルートなどの配線ダクト図形を検索することにより、３次元配線図形の作成を支援する。

特開２００１−１８８８１１号公報

配線作業員は、配線ルートに従って配電盤内部の各電気部品への配線作業をするが、この作業の効率化が求められている。

例えば、配線作業員は、モデル配線板を活用して配電盤の外部で模擬配線作業を行う。モデル配線板とは、器具の取り付け配置を模擬し配線ルートや配線固定位置情報を表示した板である。そして、モデル配線板上に模擬配線された配線モデルは、モデル配線板から取り外された後に、配電盤内部へ収納され、各端子へ接続される。これにより、狭い配電盤の内部での配線作業に比べて、ある程度の効率化が実現できる。
モデル配線板上で作成した配線モデルは、平面の板上に模擬配線を行ったものであり、各端子同士間の距離に対して製作対象の配電盤と同様であるため、配線余長が発生しない。モデル配線板上の配線モデルは電線加工システムに設置される電線測長切断機にて指定の長さで正確に製作加工することが可能である。

しかし、複数の配線群からなる配線モデルは配線同士が複雑に絡み合うため、配線ダクトヘの収納作業は、複数の配線作業員が同時に作業する必要がある。
さらに、モデル配線板という平面板上で作成された配線モデルは、２次元方向への配線ルートについては余長および不足線長などの問題は無いが、奥行き方向（３次元方向）への配線ルートについては扱えないため、適用される配電盤が少なくなってしまう。
また、配電盤上の電子部品の配置情報と、配線モデル板上の電線の配置情報とを整合させるための手作業が、別途必要である。例えば、一度、配線モデル無しにて配電盤を製作したうえで、完成した配電盤より各配線の配線ルートの測定と配線長の測長を行い、その情報を基に配線ルートを平面板にスケッチし、平面配線モデル板の作成を行う必要がある。この手作業が発生するため、配線作業員の生産性が低下してしまう。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、配電盤内部の各電気部品への配線作業を効率化することを、主な目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、配電盤内の電子部品間を接続する電線を束ねるワイヤハーネスのデータを作成する配線処理装置による配線処理方法であって、
前記配線処理装置が、配線データ格納部と、ワイヤハーネス計算部とを有するとともに、入力装置と、表示装置とにそれぞれ接続され、
前記配線データ格納部には、前記配電盤内の電子部品の始点端子から終点端子までの経路を順に接続した経路リストと、その経路リストに沿って配線される電線の電気特性情報と、を対応づける配線ルートが格納され、
前記ワイヤハーネス計算部が、前記配線データ格納部から複数の経路を経路群として選択し、それらの経路群の位置が互いに同じで、かつ、経路が属する配線ルートの電気特性情報が互いに同じであるときに、それらの経路群を結束リストとし、その結束リストに属する経路が含まれる配線ルートの電線群を、１つに束ねることで、前記ワイヤハーネスのデータを作成し、
前記表示装置が、前記ワイヤハーネス計算部が作成した前記ワイヤハーネスのデータを表示するときに、前記結束リストに属する経路ごとに、その経路に含まれる結束可能な複数本の電線を対応付けて表示することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。

本発明によれば、配電盤内部の各電気部品への配線作業を効率化することができる。

本発明の一実施形態に関する配線処理装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する配電盤に関する３次元の形状を示す立体図である。 本発明の一実施形態に関する各電子部品の配置情報を示す平面図である。 本発明の一実施形態に関する図３に示す平面図に対して、ワイヤーハーネスを追加した旨を示す平面図である。 本発明の一実施形態に関する配線処理装置の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、配線処理装置１を示す構成図である。
配線処理装置１は、ＣＰＵ９１およびメモリ９２を有し、入力装置９３および表示装置９４とそれぞれ接続されるコンピュータとして構成される。
ＣＰＵ９１は、メモリ９２に格納されている各処理部を構成するためのプログラムを読み込んで実行する
メモリ９２には、各処理部を構成するためのプログラムと、各処理部が処理する各データとが格納される。各処理部は、部品配置編集部１１と、配線ルート編集部１３と、配線ルート計算部１５と、ワイヤハーネス計算部１７とを含めて構成される。各データは、部品配置格納部１２と、配線条件格納部１４と、配線データ格納部１６とを含めて構成される。
入力装置９３は、キーボードやマウスなどで構成され、各編集部に対する編集操作を入力するために用いられる。
表示装置９４は、ディスプレイなどで構成され、各処理部（ワイヤハーネス計算部１７など）の処理結果を表示する。

部品配置編集部１１は、各電子部品の配置情報をユーザに編集させ、その結果を部品配置格納部１２（詳細は、図２（ａ）参照）に格納する。部品配置編集部１１は、例えば、３次元データを処理するＣＡＤ（Computer Aided Design）により実現される。
配線ルート編集部１３は、部品配置格納部１２に格納されている各電子部品の配置情報をもとに、その各電子部品の端子間を接続する配線ルートをユーザに編集させ、その結果を配線データ格納部１６（詳細は、図２（ｂ）および表２参照）に格納する。配線ルート編集部１３は、例えば、部品配置編集部１１と同じ３次元ＣＡＤ上のプラグインにより実現される。

配線ルート計算部１５は、部品配置格納部１２に格納されている各電子部品の配置情報をもとに、その各電子部品の端子間を接続する配線ルートを計算し、その結果を配線データ格納部１６に格納する。なお、配線ルートの計算方法は、例えば、制約条件を満たしつつ目標関数を最適化する手法である、線型計画法を動作させることにより実現される。この制約条件および目標関数は、それぞれ配線条件格納部１４（詳細は、表１参照）に格納されている。

ワイヤハーネス計算部１７は、配線データ格納部１６に格納されている各配線ルートについて、複数の配線を１つに結束することで、３次元の電線の形状であるワイヤハーネスを示すデータを作成する。そして、ワイヤハーネス計算部１７は、作成したワイヤハーネスを示すデータを、表示装置９４に表示したり、印刷したりすることにより、ワイヤハーネスの詳細な形状を配線作業者に把握させることで、ワイヤハーネスの作成を支援する。このワイヤハーネスは、配線の集合体を一体化した１つの部品として、配線作業者によって配電盤内へ収納して取り付けられるものである。

図２は、配電盤に関する３次元の形状を示す立体図である。

図２（ａ）は、部品配置格納部１２に格納されている各電子部品の配電盤内の配置情報を示す。
各電子部品には、その電子部品の名称（「Ａ」など）が記述されている。そして、以下に示すように、電子部品には、その電子部品に配線するときの電線の接続箇所として、端子が付いている。
電子部品「Ｆ」には、端子「ｆ」が付いている。
電子部品「Ｇ」には、端子「ｇ」が付いている。
電子部品「Ｉ」には、端子「ｉ」が付いている。
電子部品「Ｊ」には、端子「ｊ１」および端子「ｊ２」が付いている。
電子部品「Ｏ」には、端子「ｏ」が付いている。

図２（ｂ）は、ワイヤハーネス計算部１７の計算結果である、配電盤にとりつけるワイヤーハーネスの表示結果を示す。
配線ルート「１」は、電子部品「Ｏ」から電子部品「Ｉ」への配線を実施するために、発点端子「ｏ」から着点端子「ｉ」までの経路として構成される。
配線ルート「２」は、電子部品「Ｆ」から電子部品「Ｊ」への配線を実施するために、発点端子「ｆ」から着点端子「ｊ１」までの経路として構成される。
配線ルート「３」は、電子部品「Ｆ」から電子部品「Ｊ」への配線を実施するために、発点端子「ｇ」から着点端子「ｊ２」までの経路として構成される。

図３は、図２（ａ）に示す各電子部品の配置情報を平面図に変換したものであり、図３（ａ）の上面図と図３（ｂ）正面図とが、同じ図２（ａ）の立体図を示す。
図４は、図３に示す平面図に対して、図２（ｂ）に示すワイヤーハーネスを追加した旨を示す平面図である。図４での経路Ｒ１〜Ｒ３は、後記する表２の配線データ格納部１６での説明に使用する。

表１に示す配線条件格納部１４は、配線ルート計算部１５が線型計画法を計算するときの計算に必要なパラメータである配線条件を格納する。配線条件格納部１４は、配線条件の優先度と、配線条件の概要と、配線条件の具体例と、を対応づけて格納する。
線型計画法の制約条件は、優先度が「○必須」である配線条件の具体例を示す等式または不等式である。
線型計画法の目的関数は、優先度が「△目標」である配線条件の具体例を示す線型関数である。

表２に示す配線データ格納部１６は、２つの端点（起点、終点）を接続するための電線の通り道を示す。配線データ格納部１６は、配線ルートＩＤと、線径と、起点端子と、終点端子と、配線ルートと、配線ルート長と、回路区分と、結束リストと、を対応づけて格納する。
配線ルートＩＤは、配線ルートを特定するためのＩＤである。
線径は、配線される電線の径を示す。
起点端子は、配線される電線の片方の端点を示す。
終点端子は、配線される電線のもう片方の端点を示す。
配線ルートは、経路を順に接続した経路リストとして構成される。経路とは、配線ルートの一部を構成する細切れの通り道である。
配線ルート長は、配線される電線の長さを示す。配線ルート長は、例えば、配線ルート編集部１３の３次元ＣＡＤが実行する線分長の計算処理を、経路分だけ加算することにより、求めることができる。
回路区分は、配線される電線の電気特性を示す。

結束リストは、配線される電線と、他の電線とをワイヤハーネスとして結束するときの両電線で共通する経路を示す。
例えば、配線ルートＩＤ「１」の結束リストの１つめは、「Ｒ１（２）」と記載されている。この記載は、配線ルートＩＤ「１」の配線ルートを構成する経路「Ｒ１」は、配線ルートＩＤ「２」の経路「Ｒ１」と結束可能であることを示す。
同様にして、配線ルートＩＤ「１」の結束リストの２つめは、「Ｒ２（２，３）」と記載されている。この記載は、配線ルートＩＤ「１」の配線ルートを構成する経路「Ｒ２」は、配線ルートＩＤ「２」および配線ルートＩＤ「３」それぞれの経路「Ｒ２」と結束可能である（換言すると、３本の電線を１つの束にできる）ことを示す。

図５は、配線処理装置１の処理を示すフローチャートである。

Ｓ１０１において、部品配置編集部１１は、電子部品の配置を入力装置９３を介してユーザに編集させ、その結果を部品配置格納部１２に格納する。
Ｓ１０２において、配線処理装置１は、入力装置９３を介して、配線ルートを計算するか否か（編集するか）を選択させる。Ｓ１０２でＹｅｓならＳ１０３に進み、ＮｏならＳ１０４に進む。
Ｓ１０３において、配線ルート計算部１５は、部品配置格納部１２および配線条件格納部１４を参照して、配線ルートを計算し、その結果を配線データ格納部１６に格納する。
Ｓ１０４において、配線ルート編集部１３は、配線ルートを入力装置９３を介してユーザに編集させ、その結果を配線データ格納部１６に格納する。なお、Ｓ１０４の編集作業は、Ｓ１０１の編集作業と同じ画面上で並行作業させてもよい。

Ｓ１１１において、ワイヤハーネス計算部１７は、配線データ格納部１６を参照して、配線ルートから第１経路を順に選択するループを開始する。
Ｓ１１２において、ワイヤハーネス計算部１７は、配線データ格納部１６を参照して、第１経路とは別の配線ルートから第２経路を順に選択するループを開始する。
Ｓ１１３において、ワイヤハーネス計算部１７は、第１経路と第２経路との空間上の位置が互いに一致するか否か（経路が一致するか否か）を判定する。Ｓ１１３でＹｅｓならＳ１１４に進み、ＮｏならＳ１１６に進む。
Ｓ１１４において、ワイヤハーネス計算部１７は、配線データ格納部１６を参照して、第１経路が属する配線ルートに使用される電線の回路区分と、第２経路が属する配線ルートに使用される電線の回路区分とが、互いに一致するか否かを判定する。Ｓ１１４でＹｅｓならＳ１１５に進み、ＮｏならＳ１１６に進む。

Ｓ１１５において、ワイヤハーネス計算部１７は、第１経路および第２経路それぞれの経路と、その結束相手の配線ルートとを、配線データ格納部１６内のそれぞれが属する配線ルートの結束リストに登録する。
Ｓ１１６において、ワイヤハーネス計算部１７は、第２経路のループを終了する。
Ｓ１１７において、ワイヤハーネス計算部１７は、第１経路のループを終了する。

Ｓ１２１において、配線処理装置１は、ワイヤハーネス計算部１７の計算結果である配線データ格納部１６内の結束リストの内容を含めて、配線データ格納部１６内の各配線ルートをワイヤハーネスとして、表示装置９４に表示する。

以上説明した本実施形態によれば、配線作業者は、図５の処理結果を参照することで、以下の（１）〜（５）の作業を効率的に実施することができる。そして、これらの作業のうちの前半（１）〜（４）は、配電盤の外部で作業することができるので、配電盤の内部で作業するよりも、時間的空間的に余裕があり、高速かつ高効率の作業を実施することができる。
（１）電線加工システムの電線測長切断機を用いて、配線データ格納部１６の配線ルート長に従った長さで、各配線ルートの電線の製作加工を行う。
（２）配線データ格納部１６の配線ルートに従い、盤外にて各電線の形状を構成する。例えば、配線する各電線が形状記憶電線であるときには、配線する電線を手作業で折り曲げることで、各電線の形状を固定する。この固定化作業は、配電盤の外部の広い空間で実施できるので、電線の高さおよび角度をフレキシブルに変更できるなど、配線作業者の負担を軽減する作業姿勢をとることができる。
（３）部品配置格納部１２の各電子部品の配置データと、配線データ格納部１６の配線ルートと、（２）で作成した電線群の各配線ルートと、の妥当性をチェックする。例えば、電子部品間の配線を実施するための発点端子および着点端子の組み合わせは、妥当か否かなどをチェックする。
（４）表示装置９４に表示された、配線データ格納部１６の結束リストが示すワイヤハーネスの形状データを参照して、ワイヤハーネスを作成する。例えば、配線作業者は、配線ルートの曲がり角ごとなどの要所ごとに、接着剤や結束バンドを用いて複数の電線を１つに束ねてもよい。または、配線作業者は、複数の電線をダクトなどの治具内部に固定させて一体化することにより、複数の電線を１つに束ねてもよい。作成されたワイヤハーネスは、平面形状だけでなく、立体形状として構成することができる。
（５）製作完了したワイヤハーネスを配電盤の内部へ収納して取り付けた後、ワイヤハーネスを構成する各電線の端点を配電盤の各電子部品へと接続する。

１ 配線処理装置
１１ 部品配置編集部
１２ 部品配置格納部
１３ 配線ルート編集部
１４ 配線条件格納部
１５ 配線ルート計算部
１６ 配線データ格納部
１７ ワイヤハーネス計算部
９１ ＣＰＵ
９２ メモリ
９３ 入力装置
９４ 表示装置

Claims (5)

1. 配電盤内の電子部品間を接続する電線を束ねるワイヤハーネスのデータを作成する配線処理装置による配線処理方法であって、
   前記配線処理装置は、配線データ格納部と、ワイヤハーネス計算部とを有するとともに、入力装置と、表示装置とにそれぞれ接続され、
   前記配線データ格納部には、前記配電盤内の電子部品の始点端子から終点端子までの経路を順に接続した経路リストと、その経路リストに沿って配線される電線の電気特性情報と、を対応づける配線ルートが格納され、
   前記ワイヤハーネス計算部は、前記配線データ格納部から複数の経路を経路群として選択し、それらの経路群の位置が互いに同じで、かつ、経路が属する配線ルートの電気特性情報が互いに同じであるときに、それらの経路群を結束リストとし、その結束リストに属する経路が含まれる配線ルートの電線群を、１つに束ねることで、前記ワイヤハーネスのデータを作成し、
   前記表示装置は、前記ワイヤハーネス計算部が作成した前記ワイヤハーネスのデータを表示するときに、前記結束リストに属する経路ごとに、その経路に含まれる結束可能な複数本の電線を対応付けて表示することを特徴とする
   配線処理方法。
2. 前記配線処理装置は、さらに、配線ルート計算部を有し、
   前記配線ルート計算部は、束ねる配線ルートの経路の長さを示す目標関数を最大化する線型計画法を計算することで、前記配線ルートの経路リストを決定して、配線ルートとして前記配線データ格納部に格納することを特徴とする
   請求項１に記載の配線処理方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の配線処理方法を、前記配線処理装置に実行させるための配線処理プログラム。
4. 配電盤内の電子部品間を接続する電線を束ねるワイヤハーネスのデータを作成する配線処理装置であって、
   前記配線処理装置は、配線データ格納部と、ワイヤハーネス計算部とを有するとともに、入力装置と、表示装置とにそれぞれ接続され、
   前記配線データ格納部には、前記配電盤内の電子部品の始点端子から終点端子までの経路を順に接続した経路リストと、その経路リストに沿って配線される電線の電気特性情報と、を対応づける配線ルートが格納され、
   前記ワイヤハーネス計算部は、前記配線データ格納部から複数の経路を経路群として選択し、それらの経路群の位置が互いに同じで、かつ、経路が属する配線ルートの電気特性情報が互いに同じであるときに、それらの経路群を結束リストとし、その結束リストに属する経路が含まれる配線ルートの電線群を、１つに束ねることで、前記ワイヤハーネスのデータを作成し、
   前記表示装置は、前記ワイヤハーネス計算部が作成した前記ワイヤハーネスのデータを表示するときに、前記結束リストに属する経路ごとに、その経路に含まれる結束可能な複数本の電線を対応付けて表示することを特徴とする
   配線処理装置。
5. 前記配線処理装置は、さらに、配線ルート計算部を有し、
   前記配線ルート計算部は、束ねる配線ルートの経路の長さを示す目標関数を最大化する線型計画法を計算することで、前記配線ルートの経路リストを決定して、配線ルートとして前記配線データ格納部に格納することを特徴とする
   請求項４に記載の配線処理装置。