JP6695206B2 - 面ファスナ設計支援装置および面ファスナ設計支援プログラム - Google Patents
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Description
複数の部品は、フックを有する面ファスナとループを有する面ファスナとを用いて、接着される。複数の部品を接着するためには、複数の面ファスナが適切に配置される必要がある。複数の部品および複数の面ファスナは、CADを用いて設計される。
特許文献1には、締結部品と溶接部の位置と溶接部の属性とを元に、接合部を構造解析用の部材に置き換えて、三次元形状モデルを解析する技術が開示されている。
特許文献1に開示された技術では、接合部を構造解析用の部材に置き換えなければ、三次元形状モデルを解析することができない。
複数の部品と前記複数の部品を接着するために前記複数の部品に付けられる複数の面ファスナとを設計して得られるコンピュータ支援設計データから、面ファスナ毎に、面ファスナが位置する領域を示す領域情報と、フックとループとの種類のうちの面ファスナが有する種類を識別する種類識別子とを取得する情報取得部と、
面ファスナ毎の領域情報を用いて、2つの面ファスナから成る面ファスナの組を求める組計算部と、
面ファスナの組毎に、面ファスナ毎の領域情報と面ファスナ毎の種類識別子とを用いて、面ファスナの組が、面ファスナ同士が接着する合格の組と面ファスナ同士が接着しない不合格の組とのいずれの組であるか判定する合否判定部とを備える。
CADを用いて設計された面ファスナの組の合否をCADデータをそのまま利用して判定する形態について、図1から図11に基づいて説明する。
図1に基づいて、設計支援システム100の構成を説明する。
設計支援システム100は、CADを用いて設計を行うためのシステムである。CADは、コンピュータを用いて設計を行うためのソフトウェアである。実施の形態1におけるCAD111は、3次元の設計を行うためのCADである。
設計支援システム100は、CAD端末110と面ファスナ設計支援装置200とを備える。
CAD端末110は、プロセッサ911とメモリ912と補助記憶装置913と通信装置914と入力装置915とディスプレイ916といったハードウェアを備える。
プロセッサ911は、CAD111を実行するCAD実行部として機能する。具体的には、CAD111のプログラムがメモリ912にロードされて、プロセッサ911がCAD111のプログラムを実行する。
メモリ912は、CADデータ112および面ファスナモデル113などのデータを記憶する。これらのデータの内容については後述する。
メモリ902は揮発性の記憶装置である。メモリ902は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ902はRAM(Random Access Memory)である。
補助記憶装置903は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置903は、ROM、HDDまたはフラッシュメモリである。ROMはRead Only Memoryの略称であり、HDDはHard Disk Driveの略称である。
プロセッサ901とメモリ902と補助記憶装置903とをまとめたハードウェアを「プロセッシングサーキットリ」という。
入力装置905は、入力を受け付ける装置である。具体的には、入力装置905は、キーボード、マウス、テンキーまたはタッチパネルである。
ディスプレイ906は、画像等を表示する表示装置である。具体的には、ディスプレイ906は液晶ディスプレイである。ディスプレイ906はモニタともいう。
さらに、補助記憶装置903にはOS(Operating System)が記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ902にロードされて、プロセッサ901によって実行される。
つまり、プロセッサ901は、OSを実行しながら、「部」の機能を実現するプログラムを実行する。
「部」の機能を実現するプログラムを実行して得られるデータは、メモリ902、補助記憶装置903、プロセッサ901内のレジスタまたはプロセッサ901内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。
通信装置904はデータを通信する通信部として機能する。通信装置904において、レシーバはデータを受信する受信部として機能し、トランスミッタはデータを送信する送信部として機能する。
入力装置905は入力を受け付ける受付部として機能する。
ディスプレイ906は画像等を表示する表示部195として機能する。
「部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体にコンピュータ読み取り可能に記憶することができる。不揮発性の記憶媒体は、一時的でない有形の媒体である。
「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。「部」の機能はファームウェアで実現してもよい。
面ファスナ設計支援装置200の動作は面ファスナ設計支援方法に相当する。また、面ファスナ設計支援方法の手順は面ファスナ設計支援プログラムの手順に相当する。
設計者はCAD端末110の入力装置を操作し、CAD端末110のCAD111は設計者の操作に従ってCADデータ112を生成する。
CADデータ112は、設計対象を設計して得られるコンピュータ支援設計データである。
設計対象は、複数の部品と複数の面ファスナとを有する。複数の面ファスナは、複数の部品を接着するために複数の部品に付けられる。
面ファスナは、平面状のシートとシートに設けられるフックまたはループとを有する。
フックを有する面ファスナをフックファスナといい、ループを有する面ファスナをループファスナという。
面ファスナのデータは、面ファスナモデル113を用いて生成される。面ファスナモデル113は、面ファスナのデータの雛型であり、面ファスナの形状等を示す。
部品のフィーチャーは、部品の形状を特定するためのデータである。
図2において、設計対象120は、断熱材121と断熱材122と構体パネル123といった複数の部品を組み立てたものである。構体パネルは、構体を構成するパネルである。構体は筐体ともいう。
また、断熱材121に付けられたフックファスナ124が有するフックと、構体パネル123に付けられたループファスナ125が有するループとが嵌合することによって、断熱材121と構体パネル123とが接着する。
図5の(2)において、フックファスナ124とフックファスナ124との組み合わせは、互いに干渉してしまい嵌合しない誤った組み合わせである。
図5の(3)において、ループファスナ125とループファスナ125との組み合わせは、互いに干渉しないが嵌合もしない誤った組み合わせである。
設計対象130は、構体パネル131と断熱材132と断熱材133と断熱材134といった部品を組み合わせたものである。
構体パネル131には、面ファスナ140が付けられる。
断熱材132には、面ファスナ141と面ファスナ142とが付けられる。
断熱材133には、面ファスナ143と面ファスナ144と面ファスナ145とが付けられる。
断熱材134には、面ファスナ146が付けられる。
CADデータ150は、図5の設計対象130を設計して得られるCADデータ112である。
CADデータ150は、サブアセンブリデータ159を含んでいる。
サブアセンブリデータ159は、サブアセンブリを示すデータである。サブアセンブリは、構体パネル131と断熱材132と断熱材133と断熱材134といった部品の集合である。
構体パネルデータ151は、構体パネル131を示すデータである。構体パネルデータ151には、面ファスナデータ160が構体パネル131のフィーチャーとして関連付けられている。面ファスナデータ160は、面ファスナ140を示すデータである。
断熱材データ152は、断熱材132を示すデータである。断熱材データ152には、面ファスナデータ161と面ファスナデータ162とが断熱材132のフィーチャーとして関連付けられている。面ファスナデータ161は面ファスナ141を示すデータであり、面ファスナデータ162は面ファスナ142を示すデータである。
断熱材データ153は、断熱材133を示すデータである。断熱材データ153には、面ファスナデータ163と面ファスナデータ164と面ファスナデータ165とが断熱材133のフィーチャーとして関連付けられている。面ファスナデータ163は面ファスナ143を示すデータであり、面ファスナデータ164は面ファスナ144を示すデータであり、面ファスナデータ165は面ファスナ145を示すデータである。
断熱材データ154は、断熱材134を示すデータである。断熱材データ154には、面ファスナデータ166が断熱材134のフィーチャーとして関連付けられている。面ファスナデータ166は、面ファスナ146を示すデータである。
実行命令が入力された後、面ファスナ設計支援装置200は、面ファスナ設計支援方法を実行する。
ステップS110は情報取得処理である。
ステップS110において、情報取得部210は、CADデータ112から、面ファスナ毎に、領域情報と部品識別子と種類識別子とを取得する。記憶部191は、面ファスナ毎の領域情報と部品識別子と種類識別子とを記憶する。
領域情報は、面ファスナが位置する領域を示す情報である。具体的な領域情報は、面ファスナの頂点毎の3次元座標値である。面ファスナのシート部分の形状が矩形である場合、領域情報は、矩形のシートが有する4つの頂点のそれぞれの3次元座標値を示す。
部品識別子は、面ファスナが付けられる部品を識別する識別子である。具体的な部品識別子は、部品の名称である。情報取得部210は、面ファスナのデータがフィーチャーとして関連付けられている部品の部品識別子を、面ファスナが付けられる部品の部品識別子として取得する。
種類識別子は、フックとループとの種類のうちの面ファスナが有する種類を識別する識別子である。具体的な種類識別子は値である。具体的には、種類識別子「1」はフックを意味し、種類識別子「0」はループを意味する。
情報取得部210は、カスタマイズされたCAD111を介して、面ファスナ毎の領域情報と部品識別子と種類識別子とをCADデータ112から取得する。
構体パネルデータ151は、面ファスナ140を示す2次元スケッチを含む。CAD111は、面ファスナ140を示す2次元スケッチを元に、面ファスナ140の頂点毎の座標値を面ファスナ140の領域情報として算出する。
構体パネルデータ151は構体パネル131を識別する部品識別子(1)を含み、面ファスナデータ160は面ファスナ140を識別する面ファスナ識別子(0)を含む。CAD111は、面ファスナ識別子(0)を含んだ面ファスナデータ160に関連付けられた構体パネルデータ151から、部品識別子(1)を面ファスナ140の部品識別子として取得する。
面ファスナデータ160は、面ファスナ140の種類識別子を含む。CAD111は、面ファスナデータ160から、面ファスナ140の種類識別子を取得する。
ステップS120は組計算処理である。
ステップS120において、組計算部220は、面ファスナ毎の領域情報を用いて、2つの面ファスナから成る面ファスナの組を求める。
ステップS121において、組計算部220は、面ファスナ毎の領域情報を用いて、複数の部品が並ぶ方向での面ファスナの並び順を求める。
組計算部220は、面ファスナ毎に、面ファスナの領域情報が示す頂点毎の3次元座標値を用いて、上下方向における面ファスナの座標値を算出する。具体的には、組計算部220は、面ファスナの中心点の3次元座標値を算出し、算出された3次元座標値から上下方向の座標値を取得する。
そして、組計算部220は、上下方向における面ファスナの座標値の大きさ順を、面ファスナの並び順として求める。
ステップS122において、組計算部220は、面ファスナの並び順と面ファスナ毎の部品識別子とを用いて、面ファスナの組を求める。
組計算部220は、並び順が連続する2つの面ファスナを、面ファスナの組の候補として求める。図5において、面ファスナの組の候補は、(140,141)と(141,142)と(142,143)と(143,144)と(143,145)と(144,146)と(145,146)との7組である。(X,Y)は面ファスナXと面ファスナYとの組を意味する。
そして、組計算部220は、2つの面ファスナのそれぞれの部品識別子が異なる候補を、面ファスナの組として求める。図5において、面ファスナの組は、(140,141)と(142,143)と(144,146)と(145,146)との4組である。
ステップS130は合否判定処理である。
ステップS130において、合否判定部230は、面ファスナの組毎に、面ファスナ毎の領域情報と面ファスナ毎の種類識別子とを用いて、面ファスナの組が合格の組と不合格の組とをいずれであるか判定する。
そして、合否判定部230は、面ファスナの組毎に面ファスナの組が合格の組と不合格の組とのいずれであるかを示す合否データを生成する。記憶部191は、合否データを記憶する。
合格の組は、面ファスナ同士が接着する組である。言い換えると、合格の組は、不合格の組ではない面ファスナの組である。
不合格の組は、面ファスナ同士が接着しない組である。
ステップS131において、合否判定部230は、面ファスナの未選択の組を1つ選択する。
そして、合否判定部230は、複数の部品が並ぶ方向と交わる2次元座標において一方の面ファスナ領域の少なくとも一部が他方の面ファスナ領域と重なるか判定する。
一方の面ファスナ領域の少なくとも一部が他方の面ファスナ領域と重なる場合、面ファスナの組は重なり領域を有する。
一方の面ファスナ領域のいずれの部分も他方の面ファスナ領域と重ならない場合、面ファスナの組は重なり領域を有さない。
(140,141)と(144,146)と(145,146)との3組は重なり領域を有するが、(142,143)の組は重なり領域を有さない。
面ファスナの組が重なり領域を有する場合、処理はステップS133に進む。
面ファスナの組が重なり領域を有さない場合、処理はステップS135に進む。
一方の種類識別子がフックを識別する識別子であり、他方の種類識別子がループを識別する識別子である場合、面ファスナの組は嵌合の組み合わせである。
両方の種類識別子がフックを識別する識別子である場合、面ファスナの組は嵌合の組み合わせでない。
両方の種類識別子がループを識別する識別子である場合、面ファスナの組は嵌合の組み合わせでない。
面ファスナの組が嵌合の組み合わせである場合、処理はステップS134に進む。
面ファスナの組が嵌合の組み合わせでない場合、処理はステップS135に進む。
そして、合否判定部230は、面ファスナの組が合格の組であることを示す情報を合否データに追加する。
そして、合否判定部230は、面ファスナの組が不合格の組であることを示す情報を合否データに追加する。
面ファスナの未選択の組がある場合、処理はステップS131に戻る。
面ファスナの未選択の組がない場合、合否判定処理(S130)は終了する。
ステップS140は合否表示処理である。
ステップS140において、表示部192は、合否データが示す情報を表示する。
具体的には、合否判定部230が合否データを用いて合否画像を生成し、表示部192は合否画像を表示する。合否画像は、面ファスナの組毎に面ファスナの組が合格の組と不合格の組とのいずれであるかを示す画像である。
CADを用いて設計された面ファスナの組の合否をCADデータをそのまま利用して判定することができる。そのため、CADデータに手を加える、CADデータに基づいた三次元形状モデルを目視で確認する、または、三次元形状モデルを元に模型を作成する、といった作業を行わなくても、面ファスナの組の合否を知ることができる。つまり、面ファスナの組の合否を容易に判定することが可能になる。
CAD端末110の機能と面ファスナ設計支援装置200の機能とを1台のコンピュータで実現してもよい。
図11に、CAD111を備える面ファスナ設計支援装置200の構成を示す。
情報取得部210と組計算部220と合否判定部230とのそれぞれの機能は、CAD111に組み込んでもよい。これらの機能は、CAD111をカスタマイズすることによって、CAD111に組み込むことができる。
CAD111を備える面ファスナ設計支援装置200は、CAD端末110としても機能することができる。
面ファスナの組が合格の組であるための要件が追加された形態について、主に実施の形態1と異なる点を図12に基づいて説明する。
設計支援システム100、CAD端末110および面ファスナ設計支援装置200の構成は、実施の形態1と同じである。
***動作の説明***
面ファスナ設計支援方法の処理の流れは、実施の形態1と同じである。
但し、合否判定処理(S130)の一部が、実施の形態1と異なる。
ステップS131およびステップS132は、実施の形態1と同じである。
ステップS132において、面ファスナの組に重なり領域がある場合、処理はステップS137に進む。
具体的には、合否判定部230は、ステップS132で面ファスナの組に含まれる面ファスナ毎に算出される面ファスナ領域を用いて、複数の部品が並ぶ方向と交わる2次元座標において重なり領域を算出する。そして、合否判定部230は、算出された重なり領域を基準面積と比較する。
重なり面積が基準面積より大きい場合、処理はステップS138に進む。
重なり面積が基準面積以下である場合、処理はステップS135に進む。
具体的には、合否判定部230は、ステップS132で面ファスナの組に含まれる面ファスナ毎に算出される面ファスナ領域を用いて、複数の部品が並ぶ方向と交わる2次元座標において一方の面ファスナ領域の全体が他方の面ファスナ領域に含まれるか判定する。
面ファスナの組が包含関係を有する場合、処理はステップS133に進む。
面ファスナの組が包含関係を有さない場合、処理はステップS135に進む。
CADを用いて設計された面ファスナの組の合否をより適切に判定することが可能となる。
図12において、ステップS137とステップS138とのいずれかが削除されてもよい。つまり、面ファスナの組が合格の組であるための要件から、重なり面積の条件と包含関係の条件とのいずれかを除いてもよい。
また、面ファスナの組が合格の組であるための要件に、他の条件が追加されてもよい。
実施の形態において、面ファスナ設計支援装置200の機能はハードウェアで実現してもよい。
図13に、面ファスナ設計支援装置200の機能がハードウェアで実現される場合の構成を示す。
面ファスナ設計支援装置200は処理回路990を備える。処理回路990はプロセッシングサーキットリともいう。
処理回路990は、実施の形態で説明した「部」の機能を実現する専用の電子回路である。この「部」には記憶部191も含まれる。
具体的には、処理回路990は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。GAはGate Arrayの略称であり、ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略称であり、FPGAはField Programmable Gate Arrayの略称である。
Claims (7)
- 複数の部品と前記複数の部品を接着するために前記複数の部品に付けられる複数の面ファスナとを設計して得られるコンピュータ支援設計データから、面ファスナ毎に、面ファスナが位置する領域を示す領域情報と、フックとループとの種類のうちの面ファスナが有する種類を識別する種類識別子とを取得する情報取得部と、
面ファスナ毎の領域情報を用いて、2つの面ファスナから成る面ファスナの組を求める組計算部と、
面ファスナの組毎に、面ファスナ毎の領域情報と面ファスナ毎の種類識別子とを用いて、面ファスナの組が、面ファスナ同士が接着する合格の組と面ファスナ同士が接着しない不合格の組とのいずれの組であるか判定する合否判定部と
を備える面ファスナ設計支援装置。 - 前記合否判定部は、面ファスナの組毎に面ファスナ毎の領域情報を用いて面ファスナ同士が重なる重なり領域を面ファスナの組が有するか判定し、面ファスナの組毎に面ファスナ毎の種類識別子を用いて面ファスナの組がフックを有する面ファスナとループを有する面ファスナとから成る嵌合の組み合わせであるか判定し、前記重なり領域を有さない面ファスナの組と前記嵌合の組み合わせでない面ファスナの組とを前記不合格の組と判定する
請求項1に記載の面ファスナ設計支援装置。 - 前記合否判定部は、前記重なり領域を有する面ファスナの組毎に面ファスナ毎の領域情報を用いて前記重なり領域の面積を算出し、前記重なり領域の面積が基準面積よりも狭い面ファスナの組を前記不合格の組と判定する
請求項2に記載の面ファスナ設計支援装置。 - 前記合否判定部は、面ファスナの組毎に面ファスナ毎の領域情報を用いて一方の面ファスナの領域の全体が他方の面ファスナの領域に含まれる包含関係を面ファスナの組が有するか判定し、前記包含関係を有さない面ファスナの組を前記不合格の組と判定する
請求項2または請求項3に記載の面ファスナ設計支援装置。 - 前記情報取得部は、前記コンピュータ支援設計データから、面ファスナ毎に面ファスナが付けられる部品の部品識別子を取得し、
前記組計算部は、面ファスナ毎の領域情報を用いて前記複数の部品が並ぶ方向での面ファスナの並び順を求め、面ファスナの並び順と面ファスナ毎の部品識別子とを用いて面ファスナの組を求める
請求項1に記載の面ファスナ設計支援装置。 - 前記コンピュータ支援設計データは、部品毎に部品に付けられる面ファスナのデータを部品のフィーチャーとして含み、
前記情報取得部は、面ファスナ毎に、面ファスナのデータがフィーチャーとして関連付けられている部品の部品識別子を、面ファスナが付けられる部品の部品識別子として取得する
請求項5に記載の面ファスナ設計支援装置。 - 複数の部品と前記複数の部品を接着するために前記複数の部品に付けられる複数の面ファスナとを設計して得られるコンピュータ支援設計データから、面ファスナ毎に、面ファスナが位置する領域を示す領域情報と、フックとループとの種類のうちの面ファスナが有する種類を識別する種類識別子とを取得する情報取得部と、
面ファスナ毎の領域情報を用いて、2つの面ファスナから成る面ファスナの組を求める組計算部と、
面ファスナの組毎に、面ファスナ毎の領域情報と面ファスナ毎の種類識別子とを用いて、面ファスナの組が、面ファスナ同士が接着する合格の組と面ファスナ同士が接着しない不合格の組とのいずれの組であるか判定する合否判定部として
コンピュータを機能させるための面ファスナ設計支援プログラム。
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