JP5573509B2 - 設計支援装置，設計支援プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

設計支援装置，設計支援プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 Download PDF

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Description

本件は、設計支援装置，設計支援プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
一般に、電子部品を搭載したプリント板を、内部に組み込んだ機械製品や機械ユニットを設計する際には、メカニカルＣＡＤ（Computer Aided Design）システムとプリント板ＣＡＤシステムとが活用される。メカニカルＣＡＤシステム（以下、メカＣＡＤという）による機械設計とプリント板ＣＡＤシステム（以下、プリント板ＣＡＤという）による電気設計とは並列的に実行される。
ここで、メカＣＡＤは、プリント板を搭載される機械製品，機械ユニットなどの機械設計を行なうもので、設計対象部品である筐体，電子部品，機構部品などについての部品データを作成する。
プリント板ＣＡＤは、設計対象基板であるプリント板の外形や、同プリント板上の配線パターンなどの電気設計を行なって基板データを作成する。ここで、配線パターンには、電子部品等の端子を載置されて半田等により取り付けられるフットプリントや、電子部品等の端子を挿入されて取り付けられる挿入穴が含まれる。
上述のように、メカＣＡＤによる機械設計とプリント板ＣＡＤによる電気設計とは並列的に実行され、部品データおよび基板データは、それぞれ、メカＣＡＤおよびプリント板ＣＡＤによって別々に作成される。このため、別々に作成された部品データと基板データとの干渉等を確認する必要があり、したがって、メカＣＡＤとプリント板ＣＡＤとを連携させ部品データと基板データとの双方を参照・比較する必要がある。
そこで、従来、例えば以下のような手法(a), (b)によって、メカＣＡＤとプリント板ＣＡＤとの連携、つまりは部品データと基板データとの連携がとられている。
(a) 設計者が、マニュアル作業で、プリント板ＣＡＤで作成された基板データをメカＣＡＤに取り込み、メカＣＡＤにおいて、部品の配置位置の確認や、プリント板に実装される部品とメカＣＡＤで作成された構造物との干渉チェック／隙間チェックを行なう。つまり、設計者は、マニュアル操作により、筐体，部品，プリント板などの位置合わせを行なう。このとき、設計者は、プリント板上において予め設定された部品の基準位置（基準原点）と部品において設定された基準位置とを利用し、メカニカルＣＡＤ内で位置合わせを行なう。これにより、メカＣＡＤで作成された部品データとプリント板ＣＡＤで作成された基板データとの双方の確認が行なわれる。
(b) プリント板ＣＡＤで作成された基板データをメカＣＡＤに取り込む段階で、プリント板ＣＡＤの部品情報を活用し、プリント板ＣＡＤの部品をメカＣＡＤで作成された詳細な部品データに置き換える技術も提案されている。
特開２００８−８４２１１号公報 特開２００９−１１６７４３号公報 特開平９−１６７１７２号公報 特開平９−３１１８７８号公報 特開２００２−３２４０８４号公報
しかしながら、上記手法(a)においては、設計者がマニュアル操作でデータの取り込みや位置合わせを行なうため、多大な労力を要する。また、外部のＣＡＤによって作成されたデータが基準原点を持たない場合、設計者は、フットプリントまたは挿入穴に対する電子部品の配置位置をディスプレイ上で目視確認しながら、マニュアル操作で位置合わせを行なう必要がある。このため、人的確認による判定ミス，確認作業の煩雑さ，確認工数の増大を招く等の課題がある。
また、メカＣＡＤで作成された部品モデルとプリント板ＣＡＤで作成された基板モデルとでは、モデルの作成手法やモデルの原点が異なる。このため、上記手法(b)のように、プリント板ＣＡＤで作成された基板モデルを基準にして、基板モデル上の部品情報を、メカＣＡＤで作成された部品モデルに置き換えても、部品の組立位置が合わない。したがって、設計者がマニュアル作業にてモデルの位置を修正する必要があり、人的工数の増加，確認作業の煩雑さ，確認工数の増大を招く等の課題がある。
一つの側面で、本件は、人的確認による判定ミス，人的工数の増加，確認作業の煩雑さ，確認工数の増大を招くことなく、基板モデル上への部品モデルの配置を、自動かつ高精度で行なえるようにすることを目的とする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的の一つとして位置付けることができる。
本件の設計支援装置は、以下の第１記憶部，第２記憶部および処理部を有することを要件としている。ここで、第１記憶部は、設計対象基板について作成された基板データを記憶し、第２記憶部は、前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データを記憶する。また、処理部は、前記第１記憶部の前記基板データおよび前記第２記憶部の前記部品データに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するもので、認識部および配置処理部を有している。認識部は、前記基板データによって定義される基板モデルに対する、前記部品データによって定義される部品モデルの搭載面を認識する。配置処理部は、前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する。そして、前記認識部は、前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識する。
また、本件の設計支援プログラムは、設計対象基板について作成された基板データと前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データとに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するように処理部を機能させるもので、上述した認識部および配置処理部として、前記処理部を機能させる。
さらに、本件のコンピュータ読取可能な記録媒体は、上述した設計支援プログラムを記録している。
開示の技術では、人的確認による判定ミス，人的工数の増加，確認作業の煩雑さ，確認工数の増大を招くことなく、基板モデル上への部品モデルの配置を、自動かつ高精度で行なうことができる。
一実施形態としての設計支援装置のハードウエア構成および機能構成を示すブロック図である。 図１に示す設計支援装置による処理概要を説明するためのフローチャートである。 図１に示す設計支援装置による処理概要を説明するための図である。 基板モデルに対する部品モデルの搭載面を認識して抽出する処理を説明するためのフローチャートである。 部品モデルの基板モデルに対する搭載面を認識して抽出する処理（搭載面の再抽出処理）を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は基板モデルに対する部品モデルの搭載面を認識して抽出する処理を説明するための図である。 （Ａ），（Ｂ）は基板モデルに対する部品モデルの搭載面を認識して抽出する処理を説明するための図である。 基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理、および、部品モデルの配置位置を調整する処理を説明するためのフローチャートである。 （Ａ），（Ｂ）は基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は部品モデルの配置位置を調整する処理を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は部品モデルの配置位置を調整する処理を説明するための図である。 部品モデルが特殊なピン配列を有する場合における、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理を説明するための図である。 フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合に、部品モデルを基板モデル上に配置する処理を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｅ）は、フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合に、部品モデルを基板モデル上に配置する処理を説明するための図である。 部品モデルの組立処理（高さ方向位置調整処理）を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は部品モデルの組立説明（高さ方向位置調整処理）するための図である。
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。
〔１〕本件の設計支援装置の構成
図１は、一実施形態としての設計支援装置１のハードウエア構成および機能構成を示すブロック図である。
この図１に示すように、本実施形態において、設計対象基板であるプリント板についての三次元の基板データ（プリント板データ）は、プリント板ＣＡＤシステム２によって作成され、設計支援装置１の第１記憶部としてのプリント板情報データベース（ＤＢ）１１に予め保存される。また、プリント板上に配置される設計対象部品である電子部品等についての三次元の部品データ（ＣＡＤデータ）は、メカニカルＣＡＤシステム３によって作成され、設計支援装置１の第２記憶部としてのＣＡＤ部品ＤＢ１２に予め保存される。
ここで、プリント板情報ＤＢ１１に保存される基板データは、設計対象基板であるプリント板の外形情報や、同プリント板上の配線パターン情報などを含み、この基板データによって、基板モデル（例えばプリント板のモデル）が定義される。配線パターンには、電子部品等の端子（ピン）を載置されて半田等により取り付けられるフットプリントや、電子部品等の端子（ピン）を挿入されて取り付けられる挿入穴が含まれる。
また、ＣＡＤ部品ＤＢ１２に保存される部品データは、設計対象部品である電子部品等についてのＣＡＤ形状（部品形状）や材料情報を含み、この部品データによって、基板モデル上に搭載される部品モデル（例えば電子部品のモデル）が定義される。
なお、部品データおよび基板データには、各部品モデルと、その部品モデルを配置すべき基板モデル上のフットプリントまたは挿入穴の組との対応関係を示す情報も含まれている。この情報によって、部品データによって定義される部品モデルを、基板データによって定義される基板モデル上のどのフットプリントまたは挿入穴の組に対して配置するかが規定されている。
そして、設計支援装置１の処理部１３は、異なる２つのＣＡＤシステム２，３によってそれぞれ作成されＤＢ１１，１２に保存された基板データおよび部品データに基づき、設計対象基板上に設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成する。つまり、設計支援装置１は、異なる２つのＣＡＤシステム２，３によってそれぞれ作成された基板データと部品データとを連携させる。この設計支援装置１は、プリント板ＣＡＤ２に組み込まれてもよいし、メカＣＡＤ３に組み込まれてもよいし、プリント板ＣＡＤ２やメカＣＡＤ３とは別体の装置として構成されてもよい。また、本実施形態では、ＤＢ１１，１２は、設計支援装置１にそなえられているが、それぞれプリント板ＣＡＤ２およびメカＣＡＤ３にそなえてもよい。
設計支援装置１は、一般的なパーソナルコンピュータ等の計算機から構成される。この設計支援装置１は、上述したＤＢ１１，１２を含む記憶部と処理部１３とを有するほか、上述した部品データや基板データを含む各種データを本装置１に入力するデータ入力部１４を有している。また、設計支援装置１は、設計者によって操作され各種情報を本装置１に入力する入力機器や、処理部１３による処理結果等を設計者に対し出力する出力機器を有している。入力機器は、例えばキーボード１５，マウス１６であり、出力機器は、例えば、ディスプレイ１７，プリンタ１８、あるいは、各種記憶媒体とのインタフェイス（図示略）である。なお、処理部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。また、ＤＢ１１，１２を含む記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory），ＨＤＤ（Hard Disk Drive），ＳＳＤ（Solid State Drive）等の内部記憶装置であってもよいし、外部記憶装置であってもよい。
処理部１３は、設計支援プログラムを実行することにより、後述する認識部１３１および部品配置処理部１３２としての機能を果たす。なお、設計支援プログラムは、本装置１内の記憶部に予め保存されている。
次に、処理部１３が果たす認識部１３１および部品配置処理部１３２としての機能について、詳細に説明する。
認識部１３１は、基板データによって定義される基板モデル（プリント板のモデル）に対する、部品データによって定義される部品モデル（電子部品）の搭載面を認識する。認識部１３１は、下記項目(A1)〜(A5)に記載の機能を果たす。なお、基板モデルは、設計対象基板であるプリント板のモデルであり、以下の説明では、基板モデルのことをプリント板と呼ぶ場合がある。同様に、部品モデルは、設計対象部品である電子部品のモデルであり、以下の説明では、部品モデルのことを電子部品と呼ぶ場合がある。
(A1) 認識部１３１は、図４のステップＳ１１〜Ｓ１５および図６（Ａ），図６（Ｂ）を参照しながら後述するように、部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と、この第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定する。
(A2) 認識部１３１は、図４のステップＳ１６，Ｓ１７および図６（Ｃ）を参照しながら後述するように、上記項目(A1)で設定された第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定する。
(A3) 認識部１３１は、図４のステップＳ１８および図７（Ａ）を参照しながら後述するように、上記項目(A2)で設定された、６つの平面における最外側平面の形状をそれぞれ取得する。
(A4) 認識部１３１は、上記項目(A3)で取得された６つの最外側平面の形状と、基板データに含まれる、基板モデルにおける部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、６つの最外側平面のうちの一つを搭載面として認識抽出する。より具体的に、認識部１３１は、６つの最外側平面における閉じた形状の数と面積、および、基板データから得られる、基板モデルにおける部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の数と面積に基づき、６つの最外側平面のうちの一つを搭載面として認識抽出する。本実施形態の認識部１３１は、図４のステップＳ１９〜Ｓ２２および図７（Ａ），図７（Ｂ）を参照しながら後述するように、前記閉じた形状の数がフットプリントまたは挿入穴の数と一致し、且つ、フットプリントまたは挿入穴の合計面積に対する前記閉じた形状の合計面積の割合が所定範囲内となる、一の最外側平面を搭載面として認識抽出する。
(A5) 認識部１３１は、図４のステップＳ２３および図５を参照しながら後述するように、以下の搭載面の再抽出処理も行なう。つまり、認識部１３１は、６つの最外側平面のうちの一の最外側平面において、前記閉じた形状の数がフットプリントまたは挿入穴の数と一致するが前記合計面積の割合が所定値以下の場合、組立モデルの組立タイプが挿入型であると判定する。ここで、挿入型は、部品モデルの搭載面における端子（ピン）を基板モデルの挿入穴に挿入して部品モデルを基板モデルに配置する組立タイプである。挿入型では、端子を挿入穴に確実に案内すべく、端子が先端に向けて縮径するように形成されている場合がある。従って、上述のように前記合計面積の割合が所定値以下の場合、認識部１３１は、組立タイプが挿入型であると判定することができる。そして、認識部１３１は、前記一の最外側平面に対し平行な抽出平面を部品モデルの内側方向へ平行移動し、その抽出平面が部品モデルの本体と接する位置での抽出平面の形状を取得する。この後、認識部１３１は、挿入穴の合計面積に対する、抽出平面の形状における閉じた形状の合計面積の割合が所定範囲内である場合、その抽出平面を搭載面として認識抽出する。
また、部品配置処理部（配置処理部）１３２は、認識部１３１によって認識抽出された搭載面に基づき基板モデル上に部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する。部品配置処理部１３２は、下記項目(B1)〜(B4)に記載の機能を果たす。
(B1) 部品配置処理部１３２は、図８のステップＳ３１〜Ｓ３３および図９（Ａ），図９（Ｂ），図１２を参照しながら後述するように、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する。このとき、搭載方向は、認識部１３１によって認識抽出された搭載面における閉じた形状に対応する複数の端子（ピン）の配置状態と、基板データから得られる、基板モデルにおける部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の配置状態とに基づいて決定される。そして、部品配置処理部１３２は、決定された搭載方向に従い、下記項目(B2)，(B3)に記載の機能を用いて、基板モデル上に部品モデルを配置する。
(B2) 部品配置処理部１３２は、図８のステップＳ３４，Ｓ３５および図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を参照しながら後述するように、第１ズレ量を算出する。ここで、第１ズレ量は、搭載面における複数の端子のうちの一端子の中心位置を、一端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置に合わせて、基板モデル上に部品モデルを配置した状態で算出される。このような位置合わせ状態において、搭載面における複数の端子のうちの他端子の中心位置と他端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置との距離が、第１ズレ量である。また、部品配置処理部１３２は、図８のステップＳ３６，Ｓ３７および図１１（Ａ）を参照しながら後述するように、第２ズレ量を算出する。ここで、第２ズレ量は、他端子の中心位置を、他端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置に合わせて、基板モデル上に部品モデルを配置した状態で算出される。このような位置合わせ状態において、一端子の中心位置と一端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置との距離が、第２ズレ量である。そして、部品配置処理部１３２は、図８のステップＳ３８，Ｓ３９および図１１（Ｂ），図１１（Ｃ）を参照しながら後述するように、上述のごとく算出された第１ズレ量および第２ズレ量に基づき、基板モデルに対する部品モデルの配置位置を調整する。なお、上述の一端子および他端子は、複数の端子のうち最も離れた２つの端子（例えば対角線上の２つの端子）であることが好ましい。
(B3) 部品配置処理部１３２は、フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合、図１３および図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）を参照しながら後述するように、部品モデルを基板モデル上に配置する処理を行なう。このとき、部品配置処理部１３２は、基板モデル上において部品モデルを配置される一組のフットプリントまたは挿入穴に関する情報を、基板データから取得する。部品配置処理部１３２は、取得した情報に基づき、前記一組のフットプリントまたは挿入穴が基板モデルの基準線に対し斜めになっているか否かを判定する。前記一組のフットプリントまたは挿入穴が基板モデルの基準線に対し斜めになっていない場合、部品配置処理部１３２は、上記項目(B1), (B2)の機能による部品配置処理を行なう。一方、前記一組のフットプリントまたは挿入穴が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合、部品配置処理部１３２は、取得した情報に基づいて、一組のフットプリントまたは挿入穴の、基板モデルの基準線に対する角度を算出する。この後、部品配置処理部１３２は、算出された角度だけ、前記一組のフットプリントまたは挿入穴を所定方向へ回転し、回転後の一組のフットプリントまたは挿入穴に対し、上記項目(B1), (B2)の機能によって部品モデルを配置する。そして、部品配置処理部１３２は、回転後の一組のフットプリントまたは挿入穴に対し配置された部品モデルを、前記一組のフットプリントまたは挿入穴とともに、前記角度だけ前記所定方向とは逆方向へ回転してから、基板モデル上に配置する。
(B4) 部品配置処理部１３２は、図１５および図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）を参照しながら後述するように、基板データおよび部品データに基づき前記組立モデルの組立タイプを判定し、その組立タイプと認識部１３１によって認識された搭載面とに基づき基板モデル上に部品モデルを配置する。組立タイプとしては、例えば、前述した挿入型のほか、表面実装型が挙げられる。挿入型は、前述した通り、部品モデルの搭載面における端子（ピン；閉じた形状）を基板モデルの挿入穴に挿入して部品モデルを基板モデルに配置する。また、表面実装型は、部品モデルの搭載面における端子（ピン；閉じた形状）を基板モデルのフットプリント上に載置して部品モデルを基板モデルに配置する。部品配置処理部１３２は、組立タイプが挿入型であると判定した場合、挿入穴の内周に沿う挿入穴の深さ方向の直線と部品モデルとの交差位置における搭載面に平行な平面を固定平面として定義し、定義された固定平面の位置を、基板モデルにおける部品モデルの配置面の位置に合わせるように、基板モデル上に部品モデルを配置する。一方、部品配置処理部１３２は、組立タイプが表面実装型であると判定した場合、搭載面の位置を、基板モデルにおける部品モデルの配置面の位置に合わせるように、基板モデル上に部品モデルを配置する。
〔２〕本件の設計支援装置の動作
次に、上述のごとく構成された設計支援装置１の機能や動作について、図２〜図１６を参照しながら説明する。
〔２−１〕本件の設計支援装置による処理概要
図２に示すフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ５）に従って、図３を参照しながら、図１に示す設計支援装置１による処理概要、つまり処理の全体的流れについて説明する。なお、ここでは、図３に示すように、本設計支援装置１は、プリント板ＣＡＤ２にそなえられているものとして説明する。
まず、メカＣＡＤ３で作成された、部品モデル（電子部品）の部品データ（三次元ＣＡＤデータ）が、プリント板ＣＡＤ２における設計支援装置１に取り込まれ、ＣＡＤ部品ＤＢ１２に保存される（ステップＳ１）。なお、プリント板情報ＤＢ１１には、プリント板ＣＡＤ２で作成された基板モデル（プリント板）の基板データ（三次元ＣＡＤデータ）が保存されている。
そして、設計支援装置１の認識部１３１において、ＤＢ１２における部品データに含まれる部品モデルの形状情報とＤＢ１１における基板データに含まれるフットプリント／挿入穴の配置情報とに基づき、基板モデルに対する部品モデルの搭載面を認識して抽出する処理が実行される（ステップＳ２）。この搭載面の認識抽出処理は、図４および図５のフローチャートに示す手順（後述）に従って実行される。
また、設計支援装置１の認識部１３１において、ステップＳ１で認識された搭載面における閉じた形状に対応する複数の端子（ピン）の配置状態とＤＢ１１におけるフットプリント／挿入穴の配置情報とに基づき、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理が実行される（ステップＳ３）。この搭載方向の決定処理は、図８のフローチャート（ステップＳ３１〜Ｓ３３）に示す手順（後述）に従って実行される。
さらに、設計支援装置１の認識部１３１において、ステップＳ１で認識された搭載面と決定された搭載方向とに基づき、部品モデルが基板モデルに自動配置されるが、その際、部品モデルの配置位置を調整する処理が実行される（ステップＳ４）。この配置位置の調整処理は、図８のフローチャート（ステップＳ３４〜Ｓ３９）に示す手順（後述）に従って実行される。
そして、設計支援装置１の認識部１３１において、組立タイプが判定され、組立タイプに応じて、基板モデルに対する部品モデルの高さ方向位置（組立位置）を取得・抽出して調整する処理が実行される（ステップＳ５）。この組立処理（高さ方向位置調整処理）は、図１５のフローチャートに示す手順（後述）に従って実行される。
このような処理により、設計支援装置１において、図３に示すように、異なる２つのＣＡＤシステム２，３によってそれぞれ作成された基板データと部品データとが連携され、基板モデル上に部品モデルを配置した組立モデルのデータが作成される。つまり、基板モデルに対する部品モデルの搭載面や搭載方向が取得され、メカＣＡＤ３で作成された電子部品の三次元モデルが、プリント板ＣＡＤ２で作成された基板モデル上へ自動で位置決めされ配置・搭載される。
〔２−２〕部品モデルの搭載面の認識抽出処理
次に、図４に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ２２）に従い、図６および図７を参照しながら、認識部１３１による部品モデルの搭載面の認識抽出処理について説明する。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）および図７（Ａ），図７（Ｂ）は、基板モデルに対する部品モデルの搭載面を認識して抽出する処理を説明するための図である。
まず、メカＣＡＤ３で作成された、部品モデル（電子部品）の部品データ（三次元ＣＡＤデータ）が、プリント板ＣＡＤ２における設計支援装置１に取り込まれる（ステップＳ１１；図２および図３のステップＳ１に相当）。
この後、プリント板ＣＡＤ２で作成されたフットプリントまたは挿入穴に、メカＣＡＤ３で作成された電子部品を配置するために、メカＣＡＤ３で作成された電子部品の三次元ＣＡＤデータに基づき、以下のようにして、第１〜第３基準平面が定義される。
認識部１３１は、部品データから、電子部品を成す複数の構成面を抽出し（ステップＳ１２）、抽出された複数の構成面の中から、最大面積を有する構成面を抽出する（ステップＳ１３）。そして、認識部１３１は、ステップＳ１３で抽出された最大面積を有する構成面を含む平面を、第１基準平面として設定・定義する（ステップＳ１４；図６（Ａ）参照）。さらに、認識部１３１は、第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面を設定・定義する（ステップＳ１５）。なお、第２基準平面および第３基準平面は、ステップＳ１２で抽出された複数の構成面のいずれかに対し平行になっている。
ついで、認識部１３１は、部品データに基づき、部品モデルの最外形位置、つまり最も外側の位置を取得する（ステップＳ１６）。具体的に、認識部１３１は、部品モデルに設定されたＸ，Ｙ，Ｚ方向（図６（Ｃ）参照）に基づき、各方向についての最大座標値および最小座標値を有する６箇所の位置を、最外形位置として取得する。
そして、認識部１３１は、取得された６つの最外形位置において、第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行な面を設定する（ステップＳ１７）。このとき、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、Ｚ方向の最大座標値および最小座標値を有する２箇所の位置では、第１基準平面に平行な２つの平面が設定される。また、Ｙ向の最大座標値または最小座標値を有する２箇所の位置では、第２基準平面に平行な２つの平面が設定され、Ｘ方向の最大座標値または最小座標値を有する２箇所の位置では、第３基準平面に平行な２つの平面が設定される。このようにして、第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、部品モデルの最外側平面に接する６つの平面（外周６面）が定義・設定される。
この後、認識部１３１は、例えば図７（Ａ）に示すように、ステップＳ１７で設定された６つの平面における最外側平面の形状、つまり部品モデルの形状をそれぞれ取得する（ステップＳ１８）。そして、認識部１３１は、ステップＳ１８で取得された６つの平面形状のそれぞれについて、閉じた形状（矩形）の数と合計面積とを算出する（ステップＳ１９）。なお、図７（Ａ）では、３つの最外側平面が示されるとともに、各平面上の形状についての矩形数および合計面積が示されている。つまり、上面最外形位置での平面上の形状では矩形数が１で合計面積が７５mm2であり、側面最外形位置での平面上の形状では矩形数が４で合計面積が１５mm2であり、下面最外形位置での平面上の形状では矩形数が８で合計面積が４７mm2である。
また、認識部１３１は、例えば図７（Ｂ）に示すように、基板データから、組立対象の電子部品を配置される一組のフットプリントまたは挿入穴の配置状態や形状に関する情報を取得し、その情報に基づき、基板モデルにおける部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の数と合計面積とを算出する。なお、図７（Ｂ）に示すフットプリント形状では、フットプリント（矩形）の数が８で合計面積が５２mm2である。そして、認識部１３１は、閉じた領域の数がフットプリント（または挿入穴）の数と一致する面を、６つの平面から抽出する（ステップＳ２０）。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す例では、６つの平面から、８個の矩形を有する下面が抽出されることになる。
さらに、認識部１３１は、フットプリントまたは挿入穴の合計面積に対する、ステップＳ２０で抽出された面についての合計面積（ステップＳ１９で算出された合計面積）の割合が所定値（例えば０．９）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。その割合が所定値よりも大きい場合（ステップＳ２１のＹＥＳルート）、認識部１３１は、ステップＳ２０で抽出された面を、基板モデルに対する部品モデルの搭載面として認識抽出する（ステップＳ２２）。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す例では、抽出された下面における矩形の合計面積が４７mm2であり、フットプリントまたは挿入穴の合計面積が５２mm2であるから、上記割合は４７／５２で０．９よりも大きく、下面が、フットプリントに搭載される面として抽出される。
一方、上記割合が所定値（例えば０．９）以下である場合（ステップＳ２１のＮＯルート）、認識部１３１は、上述したように、組立モデルの組立タイプが挿入型であると判定し、部品モデルの搭載面の再抽出処理を行なう（ステップＳ２３）。この再抽出処理は、図５に示すフローチャート（ステップＳ２４〜Ｓ２６）に従って実行される。
つまり、認識部１３１は、ステップＳ２０で抽出された平面（一の最外側平面に対し平行な抽出平面）を、部品モデルの内側方向（図６（Ｃ）に示す例では上方向）へ平行移動し、その抽出平面が部品モデルの本体と接する位置、つまり抽出平面が部品形状と交差する位置を取得する（ステップＳ２４）。そして、認識部１３１は、その交差位置での抽出平面の部品形状、つまり電子部品の端子基部の断面形状を取得し、その断面形状の合計面積を算出してから（ステップＳ２５）、上記交差位置での抽出平面を搭載面として設定し（ステップＳ２６）、ステップＳ２１の処理に戻る。この後、認識部１３１は、挿入穴の合計面積に対する、抽出平面の形状における閉じた形状（上記断面形状）の合計面積の割合が所定範囲内であることを確認し（ステップＳ２１のＹＥＳルート）、その抽出平面を搭載面として認識抽出する（ステップＳ２２）。
認識部１３１では、以上のようにして、閉じた形状の数がフットプリント／挿入穴の数と一致し、且つ、フットプリント／挿入穴の合計面積に対する閉じた形状／断面形状の合計面積の割合が所定範囲内となる、一の最外側平面が、基板モデルに対する部品モデルの搭載面として、自動的に認識抽出される。
〔２−３〕部品モデルの搭載方向決定処理および部品モデルの配置位置調整処理
次に、図８に示すフローチャート（ステップＳ３１〜Ｓ３９）に従い、図９〜図１２を参照しながら、認識部１３１による、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理、および、部品モデルの配置位置を調整する処理について説明する。なお、図９（Ａ），図９（Ｂ）は、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理を説明するための図である。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）および図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は部品モデルの配置位置を調整する処理を説明するための図である。図１２は、部品モデルが特殊なピン配列を有する場合における、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する処理を説明するための図である。ここで、図６，図７，図９〜図１１，図１４，図１６に示す部品モデルは左右対称のピン配列（４個×２列）を有する一方、図１２に示す部品モデルは左右非対象のピン配列（左列４個，右列３個）を有している。
まず、部品配置処理部１３２は、図８のステップＳ３１〜Ｓ３３に従って、基板モデルに対する部品モデルの搭載方向を決定する。このとき、搭載方向は、認識部１３１によって認識抽出された搭載面における閉じた形状（複数の端子）の配置状態と、基板データから得られる、基板モデルにおける部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の配置状態とに基づいて決定される。
つまり、部品配置処理部１３２は、まず、プリント板におけるフットプリントの、最外側位置での上下左右方向の個数を抽出する（ステップＳ３１）。例えば図９（Ａ）に示すフットプリントの組では、プリント板に対し予め規定されている上下左右方向に基づき、上側の個数２、下側の個数２、左側の個数４、右側の個数４が抽出される。また、例えば図１２に示すフットプリントの組では、上側の個数２、下側の個数１、左側の個数４、右側の個数３が抽出される。
また、部品配置処理部１３２は、認識部１３１によって抽出された電子部品の搭載面における、フットプリントに対応する閉じた形状の、最外側位置での上下左右方向の個数を抽出する（ステップＳ３２）。例えば図９（Ｂ）に示す搭載面における部品形状では、部品モデルに対し予め規定されている上下左右方向に基づき、上側の個数２、下側の個数２、左側の個数４、右側の個数４が抽出される。また、例えば図１２に示す部品形状では、上側の個数２、下側の個数１、左側の個数４、右側の個数３が抽出される。
そして、部品配置処理部１３２は、ステップＳ３１で抽出されたプリント板における上下左右方向の個数とステップＳ３２で抽出された電子部品における４種類の個数とが一致するように、電子部品の搭載方向を決定する（ステップＳ３３）。
ここで、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示す例や図１２に示す例では、ステップＳ３１で抽出されたプリント板における上下左右方向の個数とステップＳ３２で抽出された電子部品における４種類の個数とが一致している。このため、電子部品の搭載方向は、図９（Ｂ）に示す電子部品の配置方向や、図１２に示す電子部品の配置方向に、そのまま決定されることになる。
もし部品形状の配置方向が図９（Ｂ）に示す状態から９０度回転した状態であれば、ステップＳ３２では、フットプリントに対応する閉じた形状の個数として、上側の個数４、下側の個数４、左側の個数２、右側の個数２が抽出されることになる。このため、ステップＳ３３において、部品形状の配置方向を９０度だけ時計回り方向または反時計回り方向に回転させた方向が、電子部品の搭載方向として決定される。
また、もし部品形状の配置方向が図１２に示す状態から１８０度回転した状態であれば、ステップＳ３２では、フットプリントに対応する閉じた形状の個数として、上側の個数１、下側の個数２、左側の個数３、右側の個数４が抽出されることになる。このため、ステップＳ３３において、部品形状の配置方向を１８０度だけ時計回り方向または反時計回り方向に回転させた方向が、電子部品の搭載方向として決定される。
ついで、部品配置処理部１３２は、ステップＳ３３で決定された搭載方向に従い、基板モデル上に部品モデルを配置することにより、組立モデルのデータを作成する。
このとき、部品配置処理部１３２は、まず、例えば図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、最外周の１箇所（例えば左下）における第１フットプリントまたは挿入穴の中心位置と、最外周の１箇所（例えば左下）における第１端子の中心位置とを位置合わせして、上記搭載方向に部品モデルを配置する（ステップＳ３４）。なお、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）はそれぞれ組立モデルを示す斜視図および平面図、図１０（Ｃ）はフットプリントと端子（搭載面）との位置関係を示す平面図である。
このようにステップＳ３４の中心位置合わせを行なった状態で、部品配置処理部１３２は、図１０（Ｃ）に示すように、Ｘ，Ｙ方向の第１ズレ量Ｘ１，Ｙ１を算出する（ステップＳ３５）。ここで、第１ズレ量Ｘ１，Ｙ１は、上記第１フットプリントまたは挿入穴と上記第１端子とから最も遠い位置（ここでは右上）における、第２フットプリントまたは挿入穴の中心位置と第２端子の中心位置との距離に対応する。なお、図１０（Ｃ）に示す例では、Ｘ方向のズレ（Ｘ１）のみが生じ、Ｙ方向のズレ（Ｙ１）は生じていない状態が示されている。
また、部品配置処理部１３２は、例えば図１１（Ａ）に示すように、上記第２フットプリントまたは挿入穴の中心位置と上記第２端子の中心位置とを位置合わせして、上記搭載方向に部品モデルを配置する（ステップＳ３６）。
このようにステップＳ３６の中心位置合わせを行なった状態で、部品配置処理部１３２は、図１１（Ａ）に示すように、Ｘ，Ｙ方向の第２ズレ量Ｘ２，Ｙ２を算出する（ステップＳ３７）。ここで、第２ズレ量Ｘ２，Ｙ２は、上記第１フットプリントまたは挿入穴の中心位置と上記第１端子の中心位置との距離に対応する。なお、図１１（Ａ）に示す例でも、Ｘ方向のズレ（Ｘ２）のみが生じ、Ｙ方向のズレ（Ｙ２）は生じていない状態が示されている。なお、図１１（Ａ）はフットプリントと端子（搭載面）との位置関係を示す平面図である。
そして、部品配置処理部１３２は、上述のごとく算出された第１ズレ量Ｘ１，Ｙ１および第２ズレ量Ｘ２，Ｙ２に基づき、Ｘ，Ｙ方向の平均ズレ量（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２を算出する。さらに、部品配置処理部１３２は、これらの平均ズレ量の半分の値を、電子部品の配置位置の補正距離として算出する（ステップＳ３８）。この後、部品配置処理部１３２は、電子部品（部品モデル）を、プリント板（基板モデル）に対し、ステップＳ３８で算出された補正距離だけ移動させる（ステップＳ３９）。これにより、電子部品の配置位置は、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示す状態から、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示す状態つまり最適配置位置に調整される。なお、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）は、それぞれ最適配置後の組立モデルを示す斜視図および平面図である。
なお、上述のごとく電子部品の配置位置を調整して電子部品をフットプリント（または挿入穴）に対し位置決めした後、部品配置処理部１３２は、以下のようなチェックを行なってもよい。つまり、部品配置処理部１３２は、全フットプリントエリアまたは全挿入穴エリア内、もしくは、任意に設定する４箇所のフットプリントエリアまたは挿入穴エリア内に、電子部品の端子が存在するか否かを、フットプリントまたは挿入穴の座標位置と端子の座標位置とに基づきチェックする。フットプリントエリア内または挿入穴エリア内に端子が存在する場合、部品配置処理部１３２は、配置処理を終了する。一方、フットプリントエリア内または挿入穴エリア内に端子が存在しない箇所がある場合、部品配置処理部１３２は、電子部品の搭載方向が反転していると判断し、電子部品の搭載方向を反転し、フットプリントまたは挿入穴の位置と電子部品の搭載位置との再調整を行なう。
また、プリント板のフットプリント近傍に穴形状が存在し、且つ、電子部品側に、この穴形状と対応する突起形状が存在する場合、部品配置処理部１３２は、これらの穴形状と突起形状との隙間または干渉量が均一になるような電子部品の位置を取得し、その位置を電子部品の組立位置として設定してもよい。
さらに、部品配置処理部１３２は、電子部品の厚さ方向（フットプリント面に直交する方向；Ｚ方向）についての配置位置の調整を、以下のようにして行なう。つまり、部品配置処理部１３２は、上述した手順によってプリント板のフットプリントに電子部品の端子を位置決めした状態において、厚さ方向について、フットプリントと端子との干渉量を算出し、その干渉量が０になるよう、電子部品の位置を厚さ方向に移動させる。
部品配置処理部１３２では、以上のようにして、部品モデルの搭載方向が決定されるとともに部品モデルの配置位置が調整され、基板モデル上に部品モデルが自動的に且つ高い精度で配置され、組立モデルのデータが作成される。
〔２−４〕部品モデルの斜め配置処理
次に、図１３に示すフローチャート（ステップＳ４１〜Ｓ４９）に従い、図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）を参照しながら、フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合に、部品モデルを基板モデル上に配置する処理について説明する。なお、図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）は、フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっている場合に、部品モデルを基板モデル上に配置する処理を説明するための図である。ここで、図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）では、図１４（Ａ）に示すように左右対称の４個×２列の端子を有する電子部品をプリント板上に配置する例が示されている。
基板モデル上では、電子回路等の部品モデルを高い集積度で効率よく配置すべく、希に、部品モデルが、基板モデルの基準線に対し所定角度を成した状態で配置される場合がある。以下では、そのような場合に、設計支援装置１が、部品モデルを基板モデルに対する位置合わせを行なって自動配置する際の手順を説明する。
部品配置処理部１３２は、まず、フットプリントまたは挿入穴の組が基板モデルの基準線に対し斜めになっているか否か、つまり、組立対象の電子部品を配置される一組のフットプリントまたは挿入穴が、プリント板の基準線に対し角度を有しているか否かを判断する（ステップＳ４１〜Ｓ４３）。以下、電子部品が左右対称４個×２列のフットプリント上に配置される場合について説明するが、電子部品が挿入穴に対し配置される場合についても以下と同様の処理が実行される。
例えば図１４（Ｂ）に示すように、部品配置処理部１３２は、一組のフットプリントから４隅のフットプリントを抽出する。そして、部品配置処理部１３２は、抽出したフットプリントのエリアにおけるＸ方向の最大位置Ａ／最小位置ＣおよびＹ方向の最大位置Ｂ／最小位置Ｄを抽出する（ステップＳ４１）。なお、プリント板（基板モデル）に対しては、図１４（Ｂ）に示すように、基準線としてのＸ，Ｙ軸が予め規定されており、これらのＸ，Ｙ軸によりＸ，Ｙ方向が規定されている。
部品配置処理部１３２は、
(1) ステップＳ４１で抽出したＸ方向の最大位置Ａを通過するＹ方向直線上に、フットプリントのエリアが存在するか否か、
(2) ステップＳ４１で抽出したＹ方向の最大位置Ｂを通過するＸ方向直線上に、フットプリントのエリアが存在するか否か、
(3) ステップＳ４１で抽出したＸ方向の最小位置Ｃを通過するＹ方向直線上に、フットプリントのエリアが存在するか否か、
(4) ステップＳ４１で抽出したＹ方向の最小位置Ｄを通過するＸ方向直線上に、フットプリントのエリアが存在するか否か、
を判断する（ステップＳ４２）。
部品配置処理部１３２は、上記項目(1)〜(4)の全ての判断でフットプリントのエリアが存在しないと判断された場合、一組のフットプリントが基板モデルの基準線に対し斜めになっていると判断する（ステップＳ４３）。つまり、一組のフットプリントがプリント板の基準線に対し角度α（≠０）を成していると判断される。なお、部品配置処理部１３２は、一組のフットプリントがプリント板の基準線に対し角度αを成していない（α＝０）と判断した場合には、図４〜図１２を参照しながら上述した手順で、一組のフットプリント上に部品モデルを自動配置する。また、部品配置処理部１３２は、上記項目(1)〜(4)の判断に基づき角度αの有無を判断しているが、基板データであるプリント板情報に含まれる、電子部品の角度情報に基づき、角度αの有無を判断することも可能である。
部品配置処理部１３２は、一組のフットプリントがプリント板の基準線に対し角度α（≠０）を成していると判断した場合、以下のようにして角度αを算出する（ステップＳ４４，Ｓ４５）。部品配置処理部１３２は、まず、図１４（Ｂ）に示すように、ステップＳ４１で抽出した４隅のフットプリントの中心間を結ぶ、以下の第１〜第４仮想線を作成する（ステップＳ４４）。
第１仮想線Ｌ１： Ｘ方向の最小位置Ｃを含むフットプリントの中心とＹ方向の最小位置Ｄを含むフットプリントの中心とを結ぶ線
第２仮想線Ｌ２： Ｘ方向の最小位置Ｃを含むフットプリントの中心とＹ方向の最大位置Ｂを含むフットプリントの中心とを結ぶ線
第３仮想線Ｌ３： Ｘ方向の最大位置Ａを含むフットプリントの中心とＹ方向の最小位置Ｄを含むフットプリントの中心を結ぶ線
第４仮想線Ｌ４： Ｘ方向の最大位置Ａを含むフットプリントの中心とＹ方向の最大位置Ｂを含むフットプリント中心を結ぶ線
そして、部品配置処理部１３２は、第１〜第４仮想線Ｌ１〜Ｌ４と基板モデルの水平基準（Ｘ軸）／垂直基準（Ｙ軸）とを比較し、一組のフットプリントがプリント板の基準線に対して成す角度αを算出する（ステップＳ４５）。なお、図１４（Ｂ）においては、Ｙ軸と第２仮想線Ｌ２との成す角度をαとしている。
この後、部品配置処理部１３２は、図１４（Ｃ）に示すように、ステップＳ４５で算出された角度αだけ一組のフットプリントを所定方向へ回転させ、一組の仮想フットプリントを生成する（ステップＳ４６）。このとき、一組のフットプリントの回転中心は、例えば、４本の仮想線Ｌ１〜Ｌ４によって形成され四角形の中心であってもよいし、基板モデルに対し予め規定されたＸ，Ｙ座標の原点であってもよいし、他の位置であってもよい。また、一組のフットプリントの回転方向（所定方向）は、図１４（Ｃ）では反時計回り方向である。
そして、部品配置処理部１３２は、図１４（Ｄ）に示すように、ステップＳ４６で生成された一組の仮想フットプリント（回転後の一組のフットプリント）に対し、図４〜図１２を参照しながら上述した手順で、部品モデルを位置合わせし自動配置する（ステップＳ４７）。部品モデルを配置した後、部品配置処理部１３２は、一組の仮想フットプリントに対し配置された部品モデルを、一組の仮想フットプリントとともに、角度αだけ前記所定方向とは逆方向へ回転してから、図１４（Ｅ）に示すように、基板モデル上に配置・搭載する（ステップＳ４８）。このとき、回転中心としては、ステップＳ４６での回転の際に用いられた中心が用いられる。
最後に、部品配置処理部１３２は、プリント板のフットプリントと電子部品の端子とを比較し、各フットプリント内に電子部品の対応端子が入っていることを確認してから（ステップＳ４９）、処理を終了する。なお、万一、各フットプリント内に電子部品の対応端子が入っていない場合、部品配置処理部１３２は、ディスプレイ１７等を介して、その旨をエラーとして設計者に通知する。
以上の処理により、部品モデルを配置される一組のフットプリントがプリント板の基準線に対し任意の角度を成している場合でも、部品モデルを、その一組のフットプリントに対し精度よく位置合わせして自動配置することができる。
〔２−５〕部品モデルの組立処理
次に、図１５に示すフローチャート（ステップＳ５１〜Ｓ５５）に従い、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）を参照しながら、部品モデルの組立処理（高さ方向位置調整処理）について説明する。なお、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、組立タイプが挿入型である場合の、部品モデルの組立処理（高さ方向位置調整処理）を説明するための図である。
部品配置処理部１３２は、上述のようにして部品モデルを基板モデル上に配置した後、以下のような組立処理をない、基板モデルに対する、部品モデルの高さ方向（Ｚ方向）の位置を調整する。
部品配置処理部１３２は、まず、基板データから、フットプリントまたは挿入穴の形状情報を抽出するとともに（ステップＳ５１）、組立対象の電子部品の部品データから、端子（ピン）の形状情報を抽出する（ステップＳ５２）。部品配置処理部１３２は、ステップＳ５１，Ｓ５２で抽出した形状情報に基づき、基板モデルと部品モデルとから成る組立モデルの組立タイプを判定する（ステップＳ５３）。
ここで、組立タイプは、前述のごとく、プリント板の表面パターン（フットプリント）に対し電子部品の端子を半田付けする表面実装型と、プリント板の端子穴部（挿入穴）内に電子部品の端子を挿入してから半田付けを行なう挿入型との２種類に分類される。ステップＳ５３において、部品配置処理部１３２は、組立対象のプリント板および電子部品が表面実装型と挿入型とのいずれであるかを、基板データに含まれる情報に基づき、以下のように判定する。
部品配置処理部１３２は、ステップＳ５１で抽出された形状情報を参照し、プリント板に挿入穴（穴形状）が形成されていると認識した場合、その挿入穴の穴径およびプリント板の板厚を同形状情報から取得する。そして、部品配置処理部１３２は、ステップＳ５２で抽出された形状情報を参照し、例えば図１６（Ａ）に示すように、組立対象の電子部品について図４に示す手順で抽出された搭載面に、取得された穴径および板厚と同等の直径および高さを有する突起形状（端子）が存在する場合、組立対象の組立タイプは挿入型であると判定する（ステップＳ５３）。
組立タイプが挿入型であると判定した場合、部品配置処理部１３２は、図１６（Ｂ）に示すように、端子の先端部を挿入穴に挿入した状態、または、端子の先端面の位置をプリント板上の配置面Ｐに合わせた状態で、挿入穴の内周面に沿う挿入穴の深さ方向の直線Ｌを作成する。なお、端子の先端面は、組立対象の電子部品において図４に示す手順で抽出された搭載面Ｍである。また、挿入穴の内周に沿う挿入穴の深さ方向は、配置面Ｐに直交する方向、つまり電子部品の組立・搭載方向／高さ方向である。そして、部品配置処理部１３２は、直線Ｌと電子部品の形状との交差位置ａにおける、搭載面Ｍに平行な平面を固定平面Ｆとして定義する（ステップＳ５４）。この後、部品配置処理部１３２は、図１６（Ｃ）に示すように、定義された固定平面Ｆの位置を、プリント板における電子部品の配置面Ｐの位置に合わせるように、プリント板上に電子部品を移動させ配置する（ステップＳ５５）。なお、図５のステップＳ２４〜Ｓ２６の処理によって電子部品の搭載面が抽出されている場合、固定平面Ｆとして、この図５の処理によって抽出された搭載面を用いることができる。
部品配置処理部１３２は、ステップＳ５１で抽出された形状情報を参照し、プリント板にフットプリントが形成されていると認識した場合、組立対象の組立タイプは表面実装型であると判定する（ステップＳ５３）。組立タイプが表面実装型であると判定した場合、部品配置処理部１３２は、組立対象の電子部品において図４に示す手順で抽出された搭載面の位置を、プリント板における電子部品の配置面（フットプリント面）の位置に合わせるように、プリント板上に電子部品を配置する（ステップＳ５４，Ｓ５５）。
なお、表面実装型において、フットプリントと電子部品の端子との間に接合用の半田材料の形状を定義する場合、部品配置処理部１３２は、図８または図１３に示す手順で決定された電子部品の配置位置に、半田材料の厚さ、つまり高さ（Ｚ方向位置）を加味する。つまり、部品配置処理部１３２は、電子部品の端子とフットプリントとの間に、半田材料を所望の厚さを有する形状として設定する。
部品配置処理部１３２では、以上のようにして、基板データおよび部品データに基づき組立モデルの組立タイプが判定され、その組立タイプと認識部１３１によって認識された搭載面とに基づき基板モデル上に部品モデルが配置される。これにより、部品モデルの高さ方向位置が調整され、基板モデル上に部品モデルが自動的に且つ高い精度で配置され、組立モデルのデータが作成される。
〔３〕本件の設計支援装置の効果
このように、本件の設計支援装置１によれば、プリント板設計の中に市場で公開されている電子部品の三次元ＣＡＤデータが取り込まれた後、上述した各種手順により、電子部品の三次元ＣＡＤデータの作成手法に影響されることなく、プリント板ＣＡＤ２とメカＣＡＤ３との連携が可能になる。これにより、フットプリントまたは挿入穴に対する電子部品の搭載位置の検証や、電子部品と他の部品との搭載位置の検証が可能になり、プリント板を含む機械装置の設計工数の短縮，効率化，品質向上が実現される。
特に、本件の設計支援装置１では、認識部１３１により、一の最外側平面が、基板モデルに対する部品モデルの搭載面として、自動的に認識抽出される。また、部品配置処理部１３２により、部品モデルの搭載方向が決定されるとともに部品モデルの配置位置が調整され、基板モデル上に部品モデルが自動的に且つ高い精度で配置される。さらに、部品配置処理部１３２により、部品モデルを配置される一組のフットプリントがプリント板の基準線に対し任意の角度を成している場合でも、部品モデルを、その一組のフットプリントに対し精度よく位置合わせして自動配置することができる。また、部品配置処理部１３２により、組立タイプが判定されて組立タイプに応じた組立が行なわれ、部品モデルの高さ方向位置の調整が行なわれ、基板モデル上に部品モデルが自動的に且つ高い精度で配置される。
これにより、設計支援装置１では、異なる２つのＣＡＤシステム２，３によってそれぞれ作成された基板データと部品データとが連携され、メカＣＡＤ３で作成された電子部品の三次元モデルが、プリント板ＣＡＤ２で作成された基板モデル上へ自動かつ高精度で位置決めされ配置・搭載される。したがって、人的確認による判定ミス，人的工数の増加，確認作業の煩雑さ，確認工数の増大を招くことなく、基板モデル上への部品モデルの配置を、自動かつ高精度で行なうことができる。
〔４〕その他
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。
なお、上述した実施形態では、図６，図７，図９〜図１１，図１６に示すように左右対称のピン配列を有する部品モデルや、図１２に示すように左右非対象のピン配列を有する部品モデルを組立対象とする場合について説明した。しかし、本件の設計支援装置が組立対象とする部品モデルは、これらの部品モデル（ピンの数やピンの配置状態など）に限定されるものでなく、いずれの部品モデルに対しても上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。
また、上述した認識部１３１および部品配置処理部１３２としての機能の全部または一部は、コンピュータ（ＣＰＵ，情報処理装置，各種端末を含む）が所定のアプリケーションプログラム（設計支援プログラム）を実行することによって実現される。
そのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷなど），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ブルーレイディスクなど）等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。
ここで、コンピュータとは、ハードウエアとＯＳ（Operating System）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウエアを意味している。また、ＯＳが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウエアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取る手段とをそなえている。上記設計支援プログラムは、上述のようなコンピュータに、認識部１３１および部品配置処理部１３２の機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。
〔５〕付記
以上の本実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
設計対象基板について作成された基板データを記憶する第１記憶部と、
前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データを記憶する第２記憶部と、
前記第１記憶部の前記基板データおよび前記第２記憶部の前記部品データに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成する処理部とを有し、
前記処理部は、
前記基板データによって定義される基板モデルに対する、前記部品データによって定義される部品モデルの搭載面を認識する認識部と、
前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部とを有する、設計支援装置。
（付記２）
前記認識部は、
前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、
これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、
前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、
６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識する、付記１記載の設計支援装置。
（付記３）
前記認識部は、
前記６つの最外側平面における閉じた形状の数と面積、および、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の数と面積に基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識する、付記２記載の設計支援装置。
（付記４）
前記認識部は、
前記閉じた形状の数が前記フットプリントまたは挿入穴の数と一致し、且つ、前記フットプリントまたは挿入穴の合計面積に対する前記閉じた形状の合計面積の割合が所定範囲内となる、一の最外側平面を前記搭載面として認識する、付記３記載の設計支援装置。
（付記５）
前記認識部は、
前記６つの最外側平面のうちの一の最外側平面において、前記閉じた形状の数が前記フットプリントまたは挿入穴の数と一致するが前記合計面積の割合が所定値以下の場合、前記組立モデルの組立タイプが、前記部品モデルの前記搭載面における端子（ピン）を前記基板モデルの挿入穴に挿入して前記部品モデルを前記基板モデルに配置する挿入型であると判定し、
前記一の最外側平面に対し平行な抽出平面を前記部品モデルの内側方向へ平行移動し、
前記抽出平面が前記部品モデルの本体と接する位置での前記抽出平面の形状を取得し、
前記挿入穴の合計面積に対する、前記抽出平面の形状における閉じた形状の合計面積の割合が所定範囲内である場合、前記抽出平面を前記搭載面として認識する、付記４記載の設計支援装置。
（付記６）
前記配置処理部は、
前記搭載面における閉じた形状に対応する複数の端子（ピン）の配置状態と、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の配置状態とに基づき、前記基板モデルに対する前記部品モデルの搭載方向を決定し、
前記搭載方向に従って前記基板モデル上に前記部品モデルを配置する、付記１〜付記５のいずれか一項に記載の設計支援装置。
（付記７）
前記配置処理部は、
前記搭載面における前記複数の端子のうちの一端子の中心位置を、前記一端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置に合わせて、前記基板モデル上に前記部品モデルを配置した状態での、前記搭載面における前記複数の端子のうちの他端子の中心位置と前記他端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置とのズレ量を算出し、
前記ズレ量に基づき、前記基板モデルに対する前記部品モデルの配置位置を調整する、付記６記載の設計支援装置。
（付記８）
前記配置処理部は、
前記搭載面における前記複数の端子のうちの一端子の中心位置を、前記一端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置に合わせて、前記基板モデル上に前記部品モデルを配置した状態での、前記搭載面における前記複数の端子のうちの他端子の中心位置と前記他端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置との第１ズレ量を算出するとともに、
前記他端子の中心位置を、前記他端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置に合わせて、前記基板モデル上に前記部品モデルを配置した状態での、前記一端子の中心位置と前記一端子を配置されるフットプリントまたは挿入穴の中心位置との第２ズレ量を算出し、
前記第１ズレ量および第２ズレ量に基づき、前記基板モデルに対する前記部品モデルの配置位置を調整する、付記６記載の設計支援装置。
（付記９）
前記一端子および前記他端子は、前記複数の端子のうち最も離れた２つの端子である、付記７または付記８に記載の記載の設計支援装置。
（付記１０）
前記配置処理部は、
前記基板モデル上において前記部品モデルを配置される一組のフットプリントまたは挿入穴に関する情報を、前記基板データから取得し、
前記情報に基づき、前記一組のフットプリントまたは挿入穴の、前記基板モデルの基準線に対する角度を算出し、
前記角度だけ、前記一組のフットプリントまたは挿入穴を所定方向へ回転し、
回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し、前記部品モデルを配置し、
回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し配置された前記部品モデルを、前記一組のフットプリントまたは挿入穴とともに、前記角度だけ前記所定方向とは逆方向へ回転してから、前記基板モデル上に配置する、付記６〜付記９のいずれか一項に記載の設計支援装置。
（付記１１）
前記配置処理部は、
前記情報に基づき、前記一組のフットプリントまたは挿入穴が前記基板モデルの基準線に対し斜めになっているか否かを判定し、
前記一組のフットプリントまたは挿入穴が前記基板モデルの基準線に対し斜めになっていると判定した場合、前記角度を算出する、付記１０記載の設計支援装置。
（付記１２）
前記配置処理部は、
前記基板データおよび前記部品データに基づき前記組立モデルの組立タイプを判定し、
前記組立タイプと前記認識部によって認識された前記搭載面とに基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置する、付記１〜付記１１のいずれか一項に記載の設計支援装置。
（付記１３）
前記配置処理部は、
前記組立タイプが、前記部品モデルの前記搭載面における端子（ピン；閉じた形状）を前記基板モデルの挿入穴に挿入して前記部品モデルを前記基板モデルに配置する挿入型であると判定した場合、前記挿入穴の内周に沿う前記挿入穴の深さ方向の直線と前記部品モデルとの交差位置における前記搭載面に平行な平面を、固定平面として定義し、
前記固定平面の位置を、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面の位置に合わせるように、前記基板モデル上に前記部品モデルを配置する、付記１２記載の設計支援装置。
（付記１４）
前記配置処理部は、
前記組立タイプが、前記部品モデルの前記搭載面における端子（ピン；閉じた形状）を前記基板モデルのフットプリント上に載置して前記部品モデルを前記基板モデルに配置する表面実装型であると判定した場合、前記搭載面の位置を、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面の位置に合わせるように、前記基板モデル上に前記部品モデルを配置する、付記１２記載の設計支援装置。
（付記１５）
設計対象基板について作成された基板データと、前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データとに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するように、処理部を機能させる設計支援プログラムであって、
前記部品データによって定義される部品モデルの、前記基板データによって定義される基板モデルに対する搭載面を認識する認識部、および、
前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部、
として、前記処理部を機能させる、設計支援プログラム。
（付記１６）
前記認識部は、
前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、
これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、
前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、
６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識するように、前記処理部を機能させる、付記１５記載の設計支援プログラム。
（付記１７）
前記認識部は、
前記６つの最外側平面における閉じた形状の数と面積、および、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の数と面積に基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識するように、前記処理部を機能させる、付記１６記載の設計支援プログラム。
（付記１８）
前記配置処理部は、
前記搭載面における閉じた形状に対応する複数の端子（ピン）の配置状態と、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の配置状態とに基づき、前記基板モデルに対する前記部品モデルの搭載方向を決定し、
前記搭載方向に従って前記基板モデル上に前記部品モデルを配置するように、前記処理部を機能させる、付記１５〜付記１７のいずれか一項に記載の設計支援プログラム。
（付記１９）
前記配置処理部は、
前記基板モデル上において前記部品モデルを配置される一組のフットプリントまたは挿入穴に関する情報を、前記基板データから取得し、
前記情報に基づき、前記一組のフットプリントまたは挿入穴の、前記基板モデルの基準線に対する角度を算出し、
前記角度だけ、前記一組のフットプリントまたは挿入穴を所定方向へ回転し、
回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し、前記部品モデルを配置し、
回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し配置された前記部品モデルを、前記一組のフットプリントまたは挿入穴とともに、前記角度だけ前記所定方向とは逆方向へ回転してから、前記基板モデル上に配置するように、前記処理部を機能させる、付記１８記載の設計支援プログラム。
（付記２０）
設計対象基板について作成された基板データと、前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データとに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するように、処理部を機能させる設計支援プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記設計支援プログラムは、
前記基板データによって定義される基板モデルに対する、前記部品データによって定義される部品モデルの搭載面を認識する認識部、および、
前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部、
として、前記処理部を機能させる、設計支援プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
１ 設計支援装置
１１ プリント板情報データベース（第１記憶部）
１２ ＣＡＤ部品データベース（第２記憶部）
１３ 処理部（ＣＰＵ）
１３１ 認識部
１３２ 部品配置処理部（配置処理部）
１４ データ入力部
１５ キーボード
１６ マウス１６
１７ ディスプレイ
１８ プリンタ
２ プリント板ＣＡＤシステム
３ メカニカルＣＡＤシステム

Claims (6)

  1. 設計対象基板について作成された基板データを記憶する第１記憶部と、
    前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データを記憶する第２記憶部と、
    前記第１記憶部の前記基板データおよび前記第２記憶部の前記部品データに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成する処理部とを有し、
    前記処理部は、
    前記基板データによって定義される基板モデルに対する、前記部品データによって定義される部品モデルの搭載面を認識する認識部と、
    前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部とを有し、
    前記認識部は、
    前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、
    これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、
    前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、
    ６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識する、設計支援装置。
  2. 前記認識部は、
    前記６つの最外側平面における閉じた形状の数と面積、および、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の数と面積に基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識する、請求項１記載の設計支援装置。
  3. 前記配置処理部は、
    前記搭載面における閉じた形状に対応する複数の端子の配置状態と、前記基板データから得られる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面のフットプリントまたは挿入穴の配置状態とに基づき、前記基板モデルに対する前記部品モデルの搭載方向を決定し、
    前記搭載方向に従って前記基板モデル上に前記部品モデルを配置する、請求項１または請求項２に記載の設計支援装置。
  4. 前記配置処理部は、
    前記基板モデル上において前記部品モデルを配置される一組のフットプリントまたは挿入穴に関する情報を、前記基板データから取得し、
    前記情報に基づき、前記一組のフットプリントまたは挿入穴の、前記基板モデルの基準線に対する角度を算出し、
    前記角度だけ、前記一組のフットプリントまたは挿入穴を所定方向へ回転し、
    回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し、前記部品モデルを配置し、
    回転後の前記一組のフットプリントまたは挿入穴に対し配置された前記部品モデルを、前記一組のフットプリントまたは挿入穴とともに、前記角度だけ前記所定方向とは逆方向へ回転してから、前記基板モデル上に配置する、請求項３記載の設計支援装置。
  5. 設計対象基板について作成された基板データと、前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データとに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するように、処理部を機能させる設計支援プログラムであって、
    前記部品データによって定義される部品モデルの、前記基板データによって定義される基板モデルに対する搭載面を認識する認識部、および、
    前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部、
    として、前記処理部を機能させ、
    前記認識部は、
    前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、
    これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、
    前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、
    ６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識するように、前記処理部を機能させる、設計支援プログラム。
  6. 設計対象基板について作成された基板データと、前記設計対象基板上に配置される設計対象部品について作成された部品データとに基づき、前記設計対象基板上に前記設計対象部品を配置した組立モデルのデータを作成するように、処理部を機能させる設計支援プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
    前記設計支援プログラムは、
    前記基板データによって定義される基板モデルに対する、前記部品データによって定義される部品モデルの搭載面を認識する認識部、および、
    前記認識部によって認識された前記搭載面に基づき前記基板モデル上に前記部品モデルを配置することにより、前記組立モデルのデータを作成する配置処理部、
    として、前記処理部を機能させ、
    前記認識部は、
    前記部品モデルの最大面積を有する平面を含む第１基準平面と前記第１基準平面と直交し且つ互いに直交する第２基準平面および第３基準平面とを設定し、
    これらの第１〜第３基準平面のいずれか一つに平行で、且つ、前記部品モデルの最外側平面に接する６つの平面を設定し、
    前記６つの平面における前記最外側平面の形状をそれぞれ取得し、
    ６つの前記最外側平面の形状と、前記基板データに含まれる、前記基板モデルにおける前記部品モデルの配置面に関する情報とに基づき、前記６つの最外側平面のうちの一つを前記搭載面として認識するように、前記処理部を機能させる、設計支援プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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