JP7101381B2 - 部品管理システム、および部品管理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理データベース、該部品管理データベースを備える部品管理システム、および部品管理方法に関する。
構造物の設計作業をする際において、視覚による形状認識を容易にするために、3次元モデルが導入されている。構造物を構成する部品の各々について、3DCADソフトにより3次元形状をモデル化した3次元部品モデルが作成され、作成された3次元部品モデルを仮想空間上に配置することで、構造物の3次元モデルが作成されている。
近年、BIMやCIMの概念に基づいて、3次元モデルを設計段階、施工段階および維持管理段階の各段階において活用するために、3次元モデルを空間座標で規定した3DCADデータなどの、3次元モデルに関する情報と、建築関連情報とを統合して管理するための建築情報統合管理システムが提案されている(例えば特許文献1)。
特許文献1には、建築物を構成する複数のオブジェクトを空間座標で規定した3次元モデル情報を含む3次元モデルマスターデータと、建築物を設計、発注、見積計算、施工、或いは維持管理するための情報を3次元モデル内の空間座標情報に関連付けた建築関連情報を含む建築関連情報マスターデータと、を格納する記憶部が開示されている。
特許第5617472号公報
しかしながら、3DCADデータは、上記3次元部品モデルの形状や位置(座標)に関する情報を含んでいるが、構造物を構成する複数の部品の、他部品との接合部に関する情報を含んではいない。このため、3DCADデータに基づいて仮想空間上に表現された3次元モデルを参照しても、仮想空間上において互いに近接した位置に配置される二つの部品が、互いに接続されるか否かは不明である。このような3DCADデータのみでは、構造物を構成する複数の部品を適切に管理することができない虞がある。
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能な部品管理データベースを提供することにある。
(1)本発明の少なくとも一実施形態にかかる部品管理データベースは、
構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理データベースであって、
複数の部品の各々について、前記部品の部品IDと、前記部品の加工前の形状データと、前記部品の加工後の形状データと、前記加工前の形状データと前記加工後の形状データとの差分である加工形状の形状データと、前記部品に接続される他部品の部品IDと、前記部品の前記他部品との接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶するとともに、
前記接続種別毎に前記接続部のモデル形状を記憶する。
上記(1)の構成によれば、部品管理データベースは、複数の部品の各々について、部品の部品IDと、上記部品に関する形状データ(加工前形状データ、加工後形状データ、加工形状データ)と、上記部品に接続される他部品の部品IDと、上記部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶する。そして、接続種別毎に接続部のモデル形状を記憶する。このため、上記部品管理データベースを参照すれば、一の部品の部品IDに関連付けて記憶された、上記一の部品に接続される他部品の部品IDと接続分類IDとに基づいて、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続関係を把握することができる。よって、上記(1)の構成によれば、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の部品管理データベースにおいて、上記部品管理データベースは、上記複数の部品の各々について、上記加工前の形状データと、上記加工後の形状データと、上記加工形状の形状データと、を表計算ソフトウェアにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式で記憶する。
上記(2)の構成によれば、部品管理データベースは、複数の部品の各々について、部品に関する形状データ(加工前形状データ、加工後形状データ、加工形状データ)を表計算ソフトウェアにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式で記憶するので、仮に部品に関する形状データを3次元形状データで記憶するのに比べて、データ管理およびデータ共有が容易になる。また、部品に関する形状データを表計算ソフトウェアにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式にすることで、上記形状データを作成した3DCADソフト以外のソフトがインストールされたコンピュータにより、上記形状データの参照や加工が可能となる。
上記形状データを3次元形状データから表計算ソフトウェアにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式に変換する際には、データの変換による精度の低下や形状情報の欠落を招く可能性がある。しかし、部品管理データベースは、部品の形状データを上記部品に接続される他部品の部品IDと接続分類IDとに関連付けて記憶するとともに、接続種別毎に接続部のモデル形状を記憶するので、上記部品の他部品との接続関係が明確である。このため、データの変換による精度の低下や形状情報の欠落を抑制することができるとともに、欠落した形状情報を補完することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載の部品管理データベースにおいて、上記加工形状の形状データに基づいてCAM装置により生成された上記部品のツールパスであって、上記部品IDに関連付けられる上記部品のツールパスをさらに記憶する。
上記(3)の構成によれば、加工形状の形状データに基づいて、CAM装置により作成された部品のツールパスを部品IDに関連付けて記憶するので、該部品のツールパスに則り、加工機の動作のシミュレーションや加工機による加工をして不具合が生じた場合には、部品を特定することが容易である。このため、部品の加工形状の修正などの対応を迅速に行うことができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)~(3)の何れかに記載の部品管理データベースにおいて、上記部品を加工する加工機から送られる上記部品の加工進捗状況に関する情報である加工進捗情報であって、上記部品IDに関連付けられる加工進捗情報をさらに記憶する。
上記(4)の構成によれば、部品管理データベースは、部品の加工進捗状況に関する情報である加工進捗情報を部品IDに関連付けて記憶するので、部品管理データベースを参照すれば、部品の加工機による加工の進捗状況を把握することができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)~(4)の何れかに記載の部品管理データベースにおいて、上記構造物の建設現場から送られる上記部品の設置状況に関する情報である設置情報であって、上記部品IDに関連付けられる設置情報をさらに記憶する。
上記(5)の構成によれば、部品管理データベースは、部品の設置状況に関する情報である設置情報を部品IDに関連付けて記憶するので、部品管理データベースを参照すれば、部品の建設現場における設置状況を把握することができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)~(5)の何れかに記載の部品管理データベースにおいて、上記接続部において上記部品と上記他部品とを接続する接続金物に関する情報である接続金物情報であって、上記部品IDに関連付けられる接続金物情報をさらに記憶する。
上記(6)の構成によれば、接続部において部品と他部品とを接続する接続金物に関する情報である接続金物情報を部品IDに関連付けて記憶するので、部品管理データベースを参照すれば、構造物を構成する複数の部品の他部品や接続金物との接続関係を把握することができる。よって、上記(6)の構成によれば、構造物を構成する複数の部品の、接続金物や他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
(7)本発明の少なくとも一実施形態にかかる部品管理システムは、
上記(1)~(6)の何れかの部品管理データベースと、
前記部品管理データベースとデータの送受信が可能な3DCAD装置と、を備え、
前記3DCAD装置は、前記部品の加工前の形状データ、前記他部品の加工前の形状データ、および前記接続種別毎に記憶された前記接続部のモデル形状に基づいて、前記部品の加工後の形状データ、および、前記他部品の加工後の形状データを作成可能な加工後形状作成部を有する。
上記(7)の構成によれば、3DCAD装置は、加工後形状作成部を有するので、部品の加工前の形状データと、接続部において上記部品に接続される他部品の加工前の形状データと、上記接続部のモデル形状と、に基づいて、上記部品の加工後の形状データ、上記他部品の加工後の形状データを作成することができる。このような加工後形状作成部を有する3DCAD装置によれば、部品や他部品の加工後の形状データの作成が容易である。
(8)本発明の少なくとも一実施形態にかかる部品管理システムは、
上記(1)~(6)の何れかの部品管理データベースと、
前記部品管理データベースとデータの送受信が可能なCAM装置であって、前記加工形状の形状データに基づいて前記部品のツールパスを生成可能なCAM装置と、を備える。
上記(8)の構成によれば、CAM装置は、部品管理データベースに記憶された加工形状の形状データに基づいて、部品のツールパスを生成可能である。該部品のツールパスに則り、加工機の動作のシミュレーションや、加工機による部品の加工が可能である。
(9)本発明の少なくとも一実施形態にかかる部品管理システムは、
上記(1)~(6)の何れかの部品管理データベースと、
前記部品に付された識別マークであって、前記部品を特定する情報および前記部品の形状モデルが情報としてエンコードされた識別マークと、を備え、
前記識別マークは、情報端末装置の撮影画像から抽出されて前記識別マークにエンコードされた情報が読み取られた際に、前記撮影画像に重畳して前記情報端末装置の画面に前記部品の形状モデルを表示する。
上記(9)の構成によれば、部品に付された識別マークが情報端末装置の撮影画像から抽出されて、識別マークにエンコードされた情報が読み取らされた際に、撮影画像に重畳して情報端末装置の画面に上記部品の形状モデルが表示される。このため、部品は構造物に組み込まれた後は、部品を目視しても部品の形状を把握することが困難であるが、部品に付された識別マークから部品の形状を容易に把握することができる。また、識別マークには例えば部品IDのような部品を特定する情報がエンコードされているので、部品管理データベースを参照することで、識別マークが付された部品を特定したり、該部品に関する情報を取得したりすることができる。
(10)本発明の少なくとも一実施形態にかかる部品管理方法は、
構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理方法であって、
複数の部品の各々について、前記部品の部品IDと、前記部品の加工前の形状データと、前記部品の加工後の形状データと、前記加工前の形状データと前記加工後の形状データとの差分である加工形状の形状データと、前記部品に接続される他部品の部品IDと、前記部品の前記他部品との接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶装置に記憶するステップと、
前記接続種別毎に前記接続部のモデル形状を前記記憶装置に記憶するステップと、を有する。
上記(10)の方法によれば、部品管理方法は、複数の部品の各々について、部品の部品IDと、上記部品に関する形状データ(加工前形状データ、加工後形状データ、加工形状データ)と、上記部品に接続される他部品の部品IDと、上記部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶装置に記憶する。そして、接続種別毎に接続部のモデル形状を記憶装置に記憶する。このため、記憶装置を参照すれば、一の部品の部品IDに関連付けて記憶された、上記一の部品に接続される他部品の部品IDと接続分類IDとに基づいて、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続関係を把握することができる。よって、上記(10)の方法によれば、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能な部品管理データベースが提供される。
一実施形態にかかる部品管理システムを説明するための概略構成図である。 一実施形態にかかる部品管理データベースと3DCAD装置の構成を示す概略構成図である。 一実施形態にかかる部品管理データベースの概略ER図である。 図3に示すER図を説明するための図であって、構造物の一例を示す概略斜視図である。 図3に示すER図を説明するための図であって、図4に示す構造物に関するデータの一部を示す図である。 一実施形態にかかる部品管理データベースにおける形状情報の形式について説明するための図である。 他の一実施形態にかかる部品管理データベースの概略ER図である。 一実施形態における木構造の工法について説明するための図であって、図8(a)は、木造軸組工法を示す図であって、図8(b)は、金物工法を示す図である。 一実施形態における加工後形状作成装置を説明するための図である。 一実施形態における部品に付された識別マークを説明するための図であって、識別マークが付された部品と該識別マークを撮影する情報端末装置との構成を示す概略構成図である。 一実施形態にかかる部品管理方法のフロー図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」および「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
以下、図1~図10に基づいて、本発明の幾つかの実施形態にかかる部品管理データベース、および該部品管理データベースを備える部品管理システムについて説明する。部品管理データベースや部品管理システムは、構造物を構成する複数の部品を管理するためのデータベースやシステムである。
図1は、一実施形態にかかる部品管理システムを説明するための概略構成図である。幾つかの実施形態にかかる部品管理システム1は、図1に示されるように、3DCADデータの作成、加工および表示が可能な3DCAD装置3と、3DCAD装置3により作成又は加工された3DCADデータを記憶可能なデータベース2(部品管理データベース)と、3DCAD装置3又はデータベース2から送信される3DCADデータに基づいて、ツールパス272を生成可能なCAM装置4と、CAM装置4で作成されたツールパス272に基づいて、加工工具6を使用して加工対象物を加工可能な加工機5と、を備えている。「ツールパス」とは、加工機5により加工対象物を加工する際に、加工工具6(加工工具6の先端)がたどる移動経路を含むものである。幾つかの実施形態では、加工対象物には木材が含まれる。そして、加工工具6には、円板刃、角ノミ、ルータ、振動ノミなどが含まれる。加工工具6は、加工機5に着脱可能に構成されており、加工機5による加工対象物の加工の際には、加工工具6を交換しながら加工を行うようになっている。
データベース2、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5のそれぞれは、相互に電気通信可能に構成されている。図1に示される実施形態では、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5のそれぞれは、相互にLANなどのネットワーク9で接続されている。また、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5のそれぞれは、相互に近傍又は遠隔地に設置されている。また、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5のそれぞれは、1台又は複数台である。
図1に示される実施形態では、データベース2は、3DCAD装置3で作成や加工がされた3DCADデータが3DCAD装置3から送信されるようになっており、3DCAD装置3から送信された3DCADデータを後述する記憶部20(図2参照)に記憶する。
また、図1に示される実施形態では、CAM装置4は、3DCAD装置3やデータベース2から3DCADデータが送信されるようになっており、送信された3DCADデータに基づいて、ツールパス272を生成可能である。CAM装置4で生成されたツールパス272は、加工機5に送信されるようになっており、加工機5は、CAM装置4から送られたツールパス272に則る動作を行うことにより、加工対象物の加工が可能である。なお、データベース2は、CAM装置4で生成されたツールパス272がCAM装置4から送信されるようになっており、CAM装置4から送信されたツールパス272を記憶部20に記憶してもよい。加工機5は、データベース2からツールパス272が送信されてもよい。
上記の構成によれば、データベース2、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5のそれぞれは、相互に電気通信可能に構成されているので、例えばCAM装置4は、遠隔地の3DCAD装置3で設計された3DCADデータに基づいて、ツールパス272を生成可能である。また、加工機5は、遠隔地のCAM装置4で生成されたツールパス272に基づいて、加工対象物の加工が可能である。
幾つかの実施形態では、上述した部品管理システム1は、図1に示されるように、ツールパス272の言語を加工機5の言語に変換可能なポストプロセッサ7をさらに備えている。ポストプロセッサ7は、加工機5がロボット言語やG言語により動作可能な多軸ロボット5Aを含む場合には、ツールパス272の言語を多軸ロボット5Aが認識可能なロボット言語やG言語に変換する。また、ポストプロセッサ7は、加工機5がNCコードにより動作可能なNC工作機械5Bを含む場合には、ツールパス272の言語をNCコードに変換する。つまり、加工機5は、多軸ロボット5AやNC工作機械5Bなどの多軸加工機を含んでいる。幾つかの実施形態では、加工機5(多軸加工機)は、直進軸と回転軸とを合計して4軸以上の制御軸数を有する加工機である。好ましくは、加工機5は、5軸以上の制御軸数を有している。さらに好ましくは、加工機5は、6軸以上の制御軸数を有している。また、ポストプロセッサ7は、データベース2、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5の各々に例えばネットワークLANなどのネットワーク9により電気通信可能に構成されている。そして、ポストプロセッサ7は、データベース2やCAM装置4から送信されたツールパス272の言語を変換し、言語が変換されたツールパス272を加工機5に送信するようになっている。この場合には、ツールパス272の言語が加工機5を制御可能な言語と異なっていても、ポストプロセッサ7により変換することで、ツールパス272に則り加工機5を動作させることができる。
幾つかの実施形態では、上述した部品管理システム1は、図1に示されるように、ツールパス272に則る、加工工具6又は加工工具6を装着した加工機5(多軸ロボット5A、NC工作機械5B)の動作のシミュレーションが可能なシミュレーション装置8をさらに備えている。シミュレーション装置8は、仮想空間上に表現された加工工具6や加工機5による、ツールパス272に則る動作を表示部(CAM装置4や後述するコンピュータ10が備える表示部など)に表示可能に構成されている。シミュレーション装置8は、データベース2、3DCAD装置3、CAM装置4および加工機5の各々に例えばネットワークLANなどのネットワーク9により電気通信可能に構成されている。そして、シミュレーション装置8は、データベース2やCAM装置4から送信されたツールパス272に則る加工機5の動作のシミュレーションを行い、シミュレーション結果をデータベース2やCAM装置4に送信するようになっている。このため、シミュレーション装置8の操作者は、加工工具6と加工機5とが互いに接触するか否か、および加工工具6や加工機5が加工対象物を固定する不図示の固定装置などの他の装置や機器に接触するか否か、を加工機5が加工対象物を加工する前に把握することができる。よって、上述する部品管理システム1は、シミュレーション装置8を備えることにより、ツールパス272の妥当性や加工機5による安全性を担保することができる。
図2は、一実施形態にかかる部品管理データベースと3DCAD装置の構成を示す概略構成図である。図3は、一実施形態にかかる部品管理データベースの概略ER図である。
上述した3DCAD装置3は、図2に示されるように、入出力装置31(入出力インターフェース、通信装置)と、記憶装置32(ROM、RAM)、表示装置33(ディスプレイ)、演算装置34を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。3DCAD装置3の入出力装置31、記憶装置32、表示装置33および演算装置34のそれぞれは、バス30に電気的に接続されている。「電気的に接続されている」とは、有線による物理的な接続だけでなく、無線により通信を含んでおり、接続された装置間における信号やデータなどの送受信が可能に構成されていることをいう。
3DCAD装置3の入出力装置31は、部品管理システム1において用いられる各構成要素(データベース2など)からの各種情報が入力され、且つ、演算結果などに基づく各種情報を上述した各構成要素に出力する。また、入出力装置31は、キーボードやマウス、無線通信装置などを含んでいる。記憶装置32は、入力された各種情報や制御実施のために必要な各種プログラムや演算結果などを記憶可能に構成されている。演算装置34は、上述した各種情報に基づいて演算処理を行う。表示装置33は、入力された各種情報や上述した演算装置34による演算結果などの情報を表示する。
3DCAD装置3は、図2に示されるように、構造物を構成する複数の部品のそれぞれについて、部品の3次元形状データ(3DCADデータ)を作成可能な3次元形状作成装置35をさらに含んでいる。3DCAD装置3により作成される3次元形状データには、部品の加工機5による加工前の形状(素材形状)に関する3次元CADデータ(加工前形状データ221)、部品の加工機5による加工後の形状(完成品形状)に関する3次元CADデータ(加工後形状データ223)、および部品の加工機5による加工により部品から除去される部分の形状である加工形状に関する3次元CADデータ(加工形状データ224)を含んでいる。なお、加工前形状データ221は、加工対象物をレーザスキャンや撮影することで取得してもよい。3次元形状作成装置35により形成された加工前形状データ221、加工後形状データ223および加工形状データ224は、ネットワーク9を介してデータベース2に送信されて、データベース2の記憶部20に記憶される。
上述したデータベース2は、構造物を構成する部品の各々について、部品の部品ID211と、上記部品の加工前形状データ222と、上記部品の加工後形状データ223と、上記部品の加工前形状データ222と加工後形状データ223との差分である加工形状データ224と、上記部品の接続される他の部品の部品ID211と、上記部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類ID241と、を関連付けて記憶するようになっている。また、上述したデータベース2は、上記接続種別毎に接続部のモデル形状を記憶するようになっている。
より詳細には、上述したデータベース2は、図2、3に示されるように、構造物を構成する複数の部品のそれぞれについて、部品情報21と、部品形状情報22と、部品の他部品との接続部に関する情報である接続情報23と、部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類情報24と、モデル形状情報25と、を記憶する記憶部20を有している。
そして、部品情報21は、図3に示されるように、部品テーブルからなり、構造物を構成する部品を一意に識別するための部品ID211と、後述する部品形状テーブルのレコードにリンクさせるための部品形状ID221と、後述する接続情報テーブルのレコードにリンクさせるための接続情報ID231と、を含んでいる。
部品形状情報22は、図3に示されるように、部品形状テーブルからなり、部品の形状を一意に識別するための上述した部品形状ID221と、加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224、および現時点における部品の形状に関する情報である現時点形状データ225を含んでいる。
接続情報23は、図3に示されるように、接続情報テーブルからなり、部品の他部品との接続部を一意に識別するための上述した接続情報ID231と、接続部において接続される各部品の部品ID211とリンクさせるためのIDと、後述する接続分類テーブルのレコードにリンクさせるための接続分類ID241と、後述するモデル形状テーブルのレコードにリンクさせるためのモデル形状ID251と、を含んでいる。
接続分類情報24は、図3に示されるように、接続分類テーブルからなり、部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類を一意に識別するための接続分類ID241と、接続部の接続名称242と、接続部で接続される部品の数を示す要素数243と、を含んでいる。また、モデル形状情報25は、図3に示されるように、モデル形状テーブルからなり、接続部におけるモデル形状を一意に識別するためのモデル形状ID251と、モデル形状データ252と、を含んでいる。
図4は、図3に示すER図を説明するための図であって、構造物の一例を示す概略斜視図である。図5は、図3に示すER図を説明するための図であって、図4に示す構造物に関するデータの一部を示す図である。図4に示されるように、構造物15は、3つの部品16が接続部で接続されるようになっている。部品16は、図4に示されるように、長さ方向の一端に、蟻ほぞ171が形成された第1部品17と、長さ方向の中央部の蟻ほぞ171が嵌入可能な蟻穴181が形成されるとともに、長さ方向の中央部に形成されたほぞ穴182が形成された第2部品18と、長さ方向の一端に、ほぞ穴182に嵌入可能な短ほぞ191が形成された第3部品19と、を含んでいる。
図5における部品ID211のID番号1は第1部品17に対応し、ID番号2は第2部品18に対応し、ID番号3は第3部品19に対応している。接続情報ID241のID番号101は、接続部で接続される第1部品17と第2部品18との接続部に対応するものであり、接続分類ID241を介してリンクする接続名称242から、第1部品17と第2部品18とが蟻落とし仕口により接合されることが判る。また、モデル形状ID251を介してリンクするモデル形状から、第1部品17の蟻ほぞ171のモデル形状と、第2部品18の蟻穴181のモデル形状と、が判る。
また、接続情報ID231のID番号102は、接続部で接続される第3部品19と第2部品18との接続部に対応するものであり、接続分類ID241を介してリンクする接続名称242から、第3部品19と第2部品18とが短ホゾ差し仕口により接合されることが判る。また、モデル形状ID251を介してリンクするモデル形状から、第3部品19の短ほぞ191のモデル形状と、第2部品18のほぞ穴182のモデル形状と、が判る。
上述したように、幾つかの実施形態にかかるデータベース2は、構造物を構成する複数の部品の各々について、上述した部品および該部品に接続される他の部品の部品ID211と、上述した加工前形状データ222と、上述した加工後形状データ223と、上述した加工形状データ224と、上述した接続分類ID241と、を関連付けて記憶するようになっている。また、上述したデータベース2は、接続種別毎に接続部のモデル形状データ252を記憶するようになっている。
上記の構成によれば、データベース2は、複数の部品の各々について、部品の部品ID211と、上記部品に関する形状データ(加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224)と、上記部品に接続される他部品の部品ID211と、上記部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類ID241と、を関連付けて記憶する。そして、接続種別毎に接続部のモデル形状データ252を記憶する。このため、データベース2を参照すれば、一の部品の部品ID211に関連付けて記憶された、上記一の部品に接続される他部品の部品ID211と接続分類ID241とに基づいて、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続関係を把握することができる。よって、上記の構成によれば、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
図6は、一実施形態にかかる部品管理データベースにおける形状情報の形式について
説明するための図である。幾つかの実施形態では、図6に示されるように、上述したデータベース2は、構造物を構成する部品の各々について、上述した部品に関する形状データである加工前形状データ222、加工後形状データ223および加工形状データ224を表計算ソフト14(表計算ソフトウェア)において行と列とのテーブルにより表記可能な形式で記憶するようになっている。
より詳細には、図2に示されるように、上述した3DCAD装置3は、3DCAD装置3(3次元形状作成装置35)により作成された3次元形状データ351を、表計算ソフト14において行と列とのテーブルにより表記可能な形式に変換するデータ変換装置36をさらに備えている。図6に示される実施形態では、データ変換装置36は、3次元形状データ351を、3次元の座標データと角度データとを含む位置姿勢データ361に変換するようになっている。データベース2は、部品に関する形状データ(加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224および後述する現時点形状データ225)を位置姿勢データ361の形式で記憶するようになっている。なお、上述したデータ変換装置36は、データベース2が備えていてもよい。
図1に示されるように、上述した部品管理システム1は、データベース2にネットワーク9を介して接続される少なくとも一つのコンピュータ10をさらに備えている。図1に示される実施形態では、コンピュータ10は、CADソフト12が導入されてCADソフト12を動作可能な第1コンピュータ10Aと、ビューワソフト13が導入されてビューワソフト13を動作可能な第2コンピュータ10Bと、表計算ソフト14が導入されて表計算ソフト14を動作可能な第3コンピュータ10Cと、を含んでいる。
CADソフト12は3DCAD装置3に導入されたCADソフトとは異なるソフトであってもよい。第1コンピュータ10Aや第2コンピュータ10Bは、データベース2に記憶された位置姿勢データ361をCADソフト12やビューワソフト13に取り込むことで、第1コンピュータ10Aや第2コンピュータ10Bの表示部に部品の3次元形状を表示することができる。この際、位置姿勢データ361とともに位置姿勢データ361に関連付けられたモデル形状データ252を取り込むことで、部品の簡略的な3次元形状を表示することもできる。
また、表計算ソフト14は、データベースソフトウェアなどのデータを処理、保存、計算、表示するための一般的なソフトウェアである。第3コンピュータ10Cは、データベース2に記憶された位置姿勢データ361を表計算ソフト14に取り込むことで、第3コンピュータ10Cの表示部に部品の形状データを行と列とのテーブルにより表示することができる。
上記の構成によれば、データベース2は、複数の部品の各々について、部品に関する形状データ(加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224)を表計算ソフト14において行と列とのテーブルにより表記可能な形式(例えば位置姿勢データ361)で記憶するので、仮に部品に関する形状データを3次元形状データ351で記憶するのに比べて、データ管理およびデータ共有が容易になる。また、部品に関する形状データを表計算ソフトにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式にすることで、上記形状データを作成した3DCADソフト以外のソフトがインストールされたコンピュータ10(10A~10C)により、上記形状データの参照や加工が可能となる。
上記形状データ(加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224)を3次元形状データ351から表計算ソフトにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式(例えば位置姿勢データ361)に変換する際には、データの変換による精度の低下や形状情報の欠落を招く可能性がある。しかし、データベース2は、部品の形状データを上記部品に接続される他部品の部品ID211と接続分類ID241とに関連付けて記憶するとともに、接続種別毎に接続部のモデル形状データ252を記憶するので、上記部品の他部品との接続関係が明確である。このため、データの変換による精度の低下や形状情報の欠落を抑制することができるとともに、欠落した形状情報を補完することができる。
図7は、他の一実施形態にかかる部品管理データベースの概略ER図である。幾つかの実施形態では、図2、7に示されるように、上述したデータベース2は、加工形状データ224に基づいてCAM装置4により生成された部品のツールパス272であって、上記部品の部品IDに関連付けられる部品のツールパス272をさらに記憶するようになっている。CAM装置4は、データベース2から送信された加工形状データ224に基づいて、ツールパス272を生成する。
図7に示される実施形態では、部品情報21は、後述するツールパステーブルのレコードにリンクさせるためのツールパスID271をさらに含んでいる。ツールパス情報27は、ツールパステーブルからなり、ツールパスを一意に識別するための上述したツールパスID271と、加工手順を含むツールパス272と、を含んでいる。加工手順には、手順毎に使用される加工工具6、加工工具6の移動経路、加工工具6や加工機5の移動速度などの情報が含まれている。
上記の構成によれば、加工形状データ224に基づいて、CAM装置4により作成された部品のツールパス272を部品ID211に関連付けて記憶するので、該部品のツールパス272に則り、加工機5の動作のシミュレーションや加工機5による加工をして不具合が生じた場合には、部品を特定することが容易である。このため、部品の加工形状の修正などの対応を迅速に行うことができる。
幾つかの実施形態では、図2、7に示されるように、上述したデータベース2は、部品を加工する加工機5から送られる部品の加工進捗状況に関する情報である加工進捗情報282であって、部品ID211に関連付けられる加工進捗情報282をさらに記憶する。また、上述したデータベース2は、加工進捗情報282に基づいて、現時点形状データ225を加工機5により加工中の部品の形状と同じ形状になるように修正してもよい。
図2、7に示される実施形態では、記憶部20は、部品進捗情報28をさらに含んでいる。図7に示されるように、部品情報21は、後述する部品進捗テーブルのレコードにリンクさせるための部品進捗ID281をさらに含んでいる。部品進捗情報28は、部品進捗テーブルからなり、部品進捗を一意に識別するための上述した部品進捗ID281と、上述した加工進捗情報282と、後述する設置情報283と、を含んでいる。
上記の構成によれば、データベース2は、部品の加工進捗状況に関する情報である加工進捗情報282を部品ID211に関連付けて記憶するので、データベース2を参照すれば、部品の加工機5による加工の進捗状況を把握することができる。
幾つかの実施形態では、図2、7に示されるように、上述したデータベース2は、構造物の建設現場から送られる部品の設置状況に関する情報である上述した設置情報283であって、部品ID211に関連付けられる設置情報283をさらに記憶する。図1に示されるように、上述した部品管理システム1は、設置情報283を取得可能な設置状況確認装置11をさらに含んでいる。幾つかの実施形態では、設置状況確認装置11は、建設現場又は建設現場の近傍に位置して部品の設置状況を撮影する撮影装置を含んでいる。また、他の幾つかの実施形態では、設置状況確認装置11は、建設現場又は建設現場の近傍に位置して、入力装置により入力された部品の設置状況がデータベース2に送信可能なコンピュータや携帯情報端末を含んでいる。
上記の構成によれば、データベース2は、部品の設置状況に関する情報である設置情報283を部品ID211に関連付けて記憶するので、データベース2を参照すれば、部品の建設現場における設置状況を把握することができる。
図8は、一実施形態における木構造の工法について説明するための図であって、図8(a)は、木造軸組工法を示す図であって、図8(b)は、金物工法を示す図である。図8(a)、(b)に示されるように、部品の他部品との接続部における接続において、接続金物263を用いる場合と用いない場合とがある。図8(a)に示される構造物15Aは、部品161に形成された凹部や貫通孔に部品162、163、164のそれぞれの凸部が嵌入することで、部品161に部品162、163、164が接合されている。つまり部品同士の接続に接続金物263を用いない。これに対して図8(b)に示される構造物15Bは、部品172の側面に取付けられた3つの接続金物263のそれぞれに、部品173、174、175が固定されるようになっている。つまり、部品同士の接続に接続金物263を用いている。
幾つかの実施形態では、図2、7に示されるように、上述したデータベース2は、接続部において部品と他部品とを接続する接続金物263に関する情報である接続金物情報26であって、部品ID211に関連付けられる接続金物情報26をさらに記憶する。
図7に示される実施形態では、部品情報21は、後述する接続金物テーブルのレコードにリンクさせるための接続金物ID261をさらに含んでいる。接続金物情報26は、接続金物テーブルからなり、接続金物を一意に識別するための上述した接続金物ID261と、接続金物データ262と、を含んでいる。接続金物データ262は、接続金物263の形状や、接続金物263を取付けるための部品の形状などに関する情報を含んでいる。
上記の構成によれば、接続部において部品と他部品とを接続する接続金物263に関する情報である接続金物情報26を部品ID211に関連付けて記憶するので、データベース2を参照すれば、構造物を構成する複数の部品の他部品や接続金物263との接続関係を把握することができる。よって、上記の構成によれば、構造物を構成する複数の部品の、接続金物263や他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、上述した部品管理システム1は、上述したデータベース2と、上述した3DCAD装置3と、を備えている。そして、図2に示されるように、3DCAD装置3は、部品の加工前形状データ222、部品に接続される他部品の加工前形状データ222、および接続種別毎に記憶された接続部のモデル形状データ252に基づいて、部品の加工後形状データ223、および他部品の加工後形状データ223を作成可能な加工後形状作成装置37(加工後形状作成部)を有している。
図9は、一実施形態における加工後形状作成装置を説明するための図である。図9において、部品151は、長手方向の中央側の位置において部品152に接続される。また、部品151は、長手方向の一端に部品153が接続されるとともに他端に部品154が接続される。加工後形状作成装置37は、図9の中央に示されるように、表示装置33に表示される空間上において、部品151の加工前形状データ222A、部品152の加工前形状データ222B、部品153の加工前形状データ222C、および部品154の加工前形状データ222Dを所望の位置に配置する。部品151~154は加工前の形状であるので、互いに重なり合うように配置される。
次に、加工後形状作成装置37は、データベース2を参照し、部品151の部品ID121を基に、部品ID121に関連付けられた部品152~154との接続分類IDや、モデル形状データ252を読み取る。そして、加工後形状作成装置37は、部品151~154の形状(断面積や長さ)を参照し、モデル形状データ252を拡大縮小などのサイズ変更をすることで、部品151の加工形状データ224(224A~224C)を形成する。ここで、加工形状データ224Aは、部品152と接続するために除去される部分の形状データであり、加工形状データ224Bは、部品153と接続するために除去される部分の形状データであり、加工形状データ224Cは、部品154と接続するために除去される部分の形状データである。
加工後形状作成装置37は、部品151の加工前形状データ222Aと、加工形状データ224(224A~224C)と、の差分を求めることで、部品151の加工後形状データ223Aを取得する。加工後形状作成装置37は、同様の方法により、部品152~154のそれぞれの加工後形状データについても取得できる。
上記の構成によれば、3DCAD装置3は、加工後形状作成装置37(加工後形状作成部)を有するので、部品の加工前の形状データ(加工前形状データ222A)と、接続部において上記部品に接続される他部品の加工前の形状データ(加工前形状データ222B~222D)と、上記接続部のモデル形状データ252と、に基づいて、上記部品の加工後の形状データ(加工後形状データ223A)、上記他部品の加工後の形状データを作成することができる。このような加工後形状作成装置37(加工後形状作成部)を有する3DCAD装置3によれば、部品や他部品の加工後の形状データの作成が容易である。
上述したように、幾つかの実施形態では、上述した部品管理システム1は、上述したデータベース2と、データベース2とデータの送受信が可能な上述したCAM装置4であって、加工形状の形状データ(加工形状データ224)に基づいて部品のツールパス272(ツールパスデータ)を生成可能なCAM装置4と、を備える。この場合には、CAM装置4は、データベース2に記憶された加工形状の形状データ(加工形状データ224)に基づいて、部品のツールパス272を生成可能である。該部品のツールパス272に則り、加工機5の動作のシミュレーションや、加工機5による部品の加工が可能である。
図10は、一実施形態における部品に付された識別マークを説明するための図であって、識別マークが付された部品と該識別マークを撮影する情報端末装置との構成を示す概略構成図である。幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述した部品管理システム1は、上述したデータベース2と、部品192に付された識別マーク195であって、部品192を特定する情報(部品192の部品ID211を含む)および部品192の形状モデル192Aが情報としてエンコードされた識別マーク195とを備えている。そして、識別マーク195は、情報端末装置50の撮影画像から抽出されて識別マーク195にエンコードされた情報が読み取られた際に、撮影画像に重畳して情報端末装置50の画面に部品192の形状モデル192Aを表示する。
図10に示される実施形態では、構造物15Cは、部品192と、部品192に接続される部品193と、部品192に接続される部品194と、を備えている。構造物15Cは、部品192と部品193と部品194とが組み合わされて構成されている。そして、部品192に識別マーク195が付されている。識別マーク195は、バーコード、QRコード(登録商標)、ARマーカーなどを含む。識別マーク195は、部品192に印刷されていてもよいし、印刷された用紙などの別部材を部品192に取付けてもよい。
そして、情報端末装置50は、スマートフォン、携帯電話機、PDA、タブレット型コンピュータなどを含んでいるが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。情報端末装置50は、図10に示されるように、画像を撮影する撮影装置51と、撮影装置51により撮影された撮影画像から識別マーク195を抽出して、識別マーク195にエンコードされた情報を読み取り可能な読取装置52と、撮影画像を表示可能であるとともに、読取装置52が識別マーク195にエンコードされた情報を読み取り、撮影画像に重畳して部品192の形状モデル192Aを表示可能な表示装置53と、を含んでいる。
また、図10に示される実施形態では、識別マーク195は、部品192に接続される部品193、194の形状モデル193A、194Aがさらに情報としてエンコードされており、表示装置53は、形状モデル192Aとともに、形状モデル193A、194Aを表示するようになっている。この際、図10に示されるように、部材同士の組み合わせ構造を分かり易くするために、形状モデル192A、193Aおよび194Aを互いに離れた位置に表示してもよい。
上記の構成によれば、部品192に付された識別マーク195が情報端末装置50の撮影画像から抽出されて、識別マーク195にエンコードされた情報が読み取らされた際に、撮影画像に重畳して情報端末装置50の画面に部品192の形状モデル192Aが表示される。このため、部品192は構造物15Cに組み込まれた後は、部品192を目視しても部品192の形状を把握することが困難であるが、部品192に付された識別マーク195から部品192の形状を容易に把握することができる。また、識別マーク195には例えば部品ID211のような部品192を特定する情報がエンコードされているので、データベース2を参照することで、識別マーク195が付された部品192を特定したり、該部品192に関する情報を取得したりすることができる。
図11は、一実施形態にかかる部品管理方法のフロー図である。幾つかの実施形態にかかる部品管理方法100は、構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理方法である。そして、部品管理方法100は、図11に示されるように、構造物を構成する複数の部品の各々について、上述した部品および該部品に接続される他の部品の部品ID211と、上述した加工前形状データ222と、上述した加工後形状データ223と、上述した加工形状データ224と、上述した接続分類ID241と、を関連付けて記憶装置(記憶部20)に記憶するステップS101と、接続種別毎に接続部のモデル形状データ252を記憶装置(記憶部20)に記憶するステップS102と、を有している。
上記の方法によれば、部品管理方法100は、複数の部品の各々について、部品の部品ID211と、上記部品に関する形状データ(加工前形状データ222、加工後形状データ223、加工形状データ224)と、上記部品に接続される他部品の部品ID211と、上記部品の他部品との接続部の接続種別を表す接続分類ID241と、を関連付けて記憶装置(記憶部20)に記憶する。そして、接続種別毎に接続部のモデル形状データ252を記憶装置(記憶部20)に記憶する。このため、記憶装置を参照すれば、一の部品の部品ID211に関連付けて記憶された、上記一の部品に接続される他部品の部品ID211と接続分類ID241とに基づいて、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続関係を把握することができる。よって、上記の方法によれば、構造物を構成する複数の部品の他部品との接続部に関する情報を適切に管理可能である。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
1 部品管理システム
2 データベース
3 3DCAD装置
4 CAM装置
5 加工機
6 加工工具
7 ポストプロセッサ
8 シミュレーション装置
9 ネットワーク
10 コンピュータ
11 設置状況確認装置
12 CADソフト
13 ビューワソフト
14 表計算ソフト
15 構造物
16 部品
17 第1部品
18 第2部品
19 第3部品
20 記憶部
21 部品情報
211 部品ID
22 部品形状情報
221 加工前形状データ
222 加工後形状データ
223 加工形状データ
224 現時点形状データ
23 接続情報
24 接続分類情報
241 接続分類ID
25 モデル形状情報
252 モデル形状データ
26 接続金物情報
262 接続金物
27 ツールパス情報
272 ツールパス
28 部品進捗情報
282 加工進捗情報
283 設置情報

Claims (9)

  1. 構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理データベースであって、
    複数の部品の各々について、前記部品の部品IDと、前記部品の加工前の形状データと、前記部品の加工後の形状データと、前記加工前の形状データと前記加工後の形状データとの差分である加工形状の形状データと、前記部品に接続される他部品の部品IDと、前記部品の前記他部品との嵌め入れによる接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶するとともに、
    前記接続種別毎に、凹形状または凸形状を呈する前記接続部のモデル形状を記憶する部品管理データベースと、
    前記部品に付された識別マークであって、前記部品を特定する情報、前記部品の形状モデル、および前記他部品の形状モデルが情報としてエンコードされた識別マークと、を備え、
    前記識別マークは、情報端末装置の撮影画像から抽出されて前記識別マークにエンコードされた情報が読み取られた際に、前記撮影画像に重畳して前記情報端末装置の画面に前記部品の形状モデルと前記他部品の形状モデルとを互いに離れた位置に表示する
    部品管理システム。
  2. 前記部品管理データベースは、前記複数の部品の各々について、前記加工前の形状データと、前記加工後の形状データと、前記加工形状の形状データと、を表計算ソフトウェアにおいて行と列とのテーブルにより表記可能な形式で記憶する
    請求項1に記載の部品管理システム。
  3. 前記加工形状の形状データに基づいてCAM装置により生成された前記部品のツールパスであって、前記部品IDに関連付けられる前記部品のツールパスをさらに記憶する
    請求項1又は2に記載の部品管理システム。
  4. 前記部品を加工する加工機から送られる前記部品の加工進捗状況に関する情報である加工進捗情報であって、前記部品IDに関連付けられる加工進捗情報をさらに記憶する
    請求項1乃至3の何れか1項に記載の部品管理システム。
  5. 前記構造物の建設現場から送られる前記部品の設置状況に関する情報である設置情報であって、前記部品IDに関連付けられる設置情報をさらに記憶する
    請求項1乃至4の何れか1項に記載の部品管理システム。
  6. 前記接続部において前記部品と前記他部品とを接続する接続金物に関する情報である接続金物情報であって、前記部品IDに関連付けられる接続金物情報をさらに記憶する
    請求項1乃至5の何れか1項に記載の部品管理システム。
  7. 記部品管理データベースとデータの送受信が可能な3DCAD装置と、を備え、
    前記3DCAD装置は、前記部品の加工前の形状データ、前記他部品の加工前の形状データ、および前記接続種別毎に記憶された前記接続部のモデル形状に基づいて、前記部品の加工後の形状データ、および、前記他部品の加工後の形状データを作成可能な加工後形状作成部を有する
    請求項1乃至6の何れか1項に記載の 部品管理システム。
  8. 記部品管理データベースとデータの送受信が可能なCAM装置であって、前記加工形状の形状データに基づいて前記部品のツールパスを生成可能なCAM装置と、を備える
    請求項1乃至6の何れか1項に記載の 部品管理システム。
  9. 構造物を構成する複数の部品を管理するための部品管理方法であって、
    複数の部品の各々について、前記部品の部品IDと、前記部品の加工前の形状データと、前記部品の加工後の形状データと、前記加工前の形状データと前記加工後の形状データとの差分である加工形状の形状データと、前記部品に接続される他部品の部品IDと、前記部品の前記他部品との嵌め入れによる接続部の接続種別を表す接続分類IDと、を関連付けて記憶装置に記憶するステップと、
    前記接続種別毎に、凹形状または凸形状を呈する前記接続部のモデル形状を前記記憶装置に記憶するステップと
    前記部品に付された識別マークであって、前記部品を特定する情報、前記部品の形状モデル、および前記他部品の形状モデルが情報としてエンコードされた識別マークを情報端末装置で撮影し、前記情報端末装置の撮像画像に重畳して前記情報端末装置の画面に前記部品の形状モデルと前記他部品の形状モデルとを互いに離れた位置に表示するステップと、を有する
    部品管理方法。
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