JP7348389B2 - Design support device and design support method - Google Patents
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Description
本発明は、設計支援装置、および、設計支援方法に関わる。 The present invention relates to a design support device and a design support method.
組み立てキットなどで提供された各部品(パーツ)から、1つの組立品(アセンブリ)に組み立てる作業は、不慣れな初心者には難しい作業である。組み立て作業の中で、とくにどの部品をどの順序で組み立てるかという組立シーケンスは、計画的に行わないと部品どうしの物理的干渉などにより、作業の手戻りが発生してしまう。 The task of assembling parts provided in an assembly kit into a single assembly is difficult for inexperienced beginners. During assembly work, if the assembly sequence, in particular which parts are to be assembled in which order, is not done in a planned manner, physical interference between parts may result in rework of the work.
そこで、特許文献1には、各部品の配置と他の部品との近接関係の情報を受け、組立シーケンスをアニメとして作成する組立シーケンス生成システムが記載されている。この組立シーケンス生成システムでは、同時に組み立て動作を行う部品集合を組み立て作業者が指定する機能も提供される。
Therefore,
特許文献1に記載のように、従来の技術では、組み立て作業に役立つ情報を初心者に直接通知することにより、組み立て作業を支援していた。しかし、仮に初心者が正しい組立シーケンスを知識として知ったとしても、ねじを締結するなどの不慣れな手作業を自身で行う必要がある。
よって、部品数が多くなるほど、組み立て作業にかかる作業時間などのコストはかかってしまう。さらに、ねじの締め付けが甘いなどのスキルが低いことにより組立品の完成度も劣ってしまうこともある。As described in
Therefore, as the number of parts increases, costs such as work time required for assembly work increase. Furthermore, poor skill, such as not tightening the screws properly, may result in a poor quality of assembled product.
一方、組み立て作業の負担を減らすために、そもそも組立品を構成する部品の数を減らすことを検討する。つまり、粒度の小さい多数の部品から1つの組立品を構成する代わりに、粒度の大きい少数の部品から同じ組立品を構成するように、部品の製造段階から組み立て作業を効率化すればよい。
しかし、どのように複数の小さい部品を1つの大きい部品にまとめるかについては、従来の技術では検討されていないため、組み立て作業が容易になるような部品を設計することは困難であった。On the other hand, in order to reduce the burden of assembly work, we will consider reducing the number of parts that make up the assembled product in the first place. In other words, instead of constructing one assembly from a large number of small-grained parts, the same assembly is constructed from a small number of large-grained parts, thereby streamlining the assembly work from the component manufacturing stage.
However, since the conventional technology does not consider how to combine multiple small parts into one large part, it has been difficult to design parts that facilitate assembly work.
そこで、本発明は、組み立て作業が容易になるような部品の設計を支援することを、主な課題とする。 Therefore, the main objective of the present invention is to support the design of parts that facilitate assembly work.
前記課題を解決するために、本発明の設計支援装置は、以下の特徴を有する。
本発明は、組立品を示す組立品設計データの入力を受け付ける部品入力部と、
入力された前記組立品設計データから組立品を構成する単体部品を抽出し、前記単体部品どうしの同じ位置に隣り合うねじ穴が存在する旨の締結ルールを満たす複数の前記単体部品を、1つの一体化部品としてグループ化する部品一体化部と、
前記一体化部品を含む製造用設計データを表示装置に表示させる表示制御部とを有することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
In order to solve the above problems, the design support apparatus of the present invention has the following features.
The present invention includes a parts input unit that receives input of assembly design data indicating an assembly;
Single parts constituting an assembly are extracted from the input assembly design data, and a plurality of single parts satisfying the fastening rule that adjacent screw holes exist in the same position of the single parts are combined into one single part. a parts integration section that groups together as integrated parts;
The present invention is characterized by comprising a display control unit that causes a display device to display manufacturing design data including the integrated component.
Other means will be described later.
本発明によれば、組み立て作業が容易になるような部品の設計を支援することができる。 According to the present invention, it is possible to support the design of parts that facilitate assembly work.
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。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、図2の設計支援装置1が作成する設計データの概要を示す説明図である。
組立品設計データ101は、従来の組み立て作業に用いられるような、各単体部品(ボディ)が組み立てられた組立品(アセンブリ)の状態を示す形状データである。ここでは、5つの単体部品A1~A5から構成される組立品設計データ101を例示する。なお、単体部品間のリンクは、2つの単体部品が互いに締結可能であることを示す。締結とは、ねじや溶着などで部品どうしを接続することである。単体部品A2は単体部品A1およびA3とそれぞれ締結可能であり、単体部品A4は単体部品A5と締結可能である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of design data created by the
The
設計データ102として、設計支援装置1は、締結可能な単体部品の集合を1つの一体化部品(サブアセンブリ)にグループ化する。例えば、一体化部品B1は締結可能な単体部品A1~A3をグループ化したものであり、一体化部品B2は締結可能な単体部品A4,A5をグループ化したものである。
そして、設計支援装置1は、製造時の制約条件を満たすことで、各一体化部品が製造可能(造形可能)となるように、適宜設計データを修正する。例えば、一体化部品B1はサイズが大きくなりすぎて制約条件102aを超過してしまった。なお、図1では制約条件102aを破線の矩形で示し、その矩形の範囲外に一体化部品B1がはみ出す表現により、制約条件を満たしていないことを図示した。一方、一体化部品B2は適切なサイズにより制約条件102bを満たしている。As the
Then, the
製造用設計データ111は、設計データ102の修正後を示す。一体化部品B1はこのままでは製造できないので、グループ化を解除して元の単体部品A1~A3に戻すことで、製造可能となる。
このように、設計支援装置1は、組立品設計データ101の各単体部品を一体化部品にグループ化し、その一体化部品を製造可能とすることで、製造用設計データ111を作成する。
これにより、組立品設計データ101では5つの部品に対して3箇所の締結作業が発生していたが、製造用設計データ111では4つの部品に対して2箇所の締結作業を行うだけで済み、組み立て作業の負担を減らすことができた。
In this way, the
As a result, while the
図2は、設計支援装置1の構成図である。
設計支援装置1は、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段(記憶部)と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、CPUが、メモリ上に読み込んだプログラム(アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる)を実行することにより、各処理部により構成される制御部(制御手段)を動作させる。
設計支援装置1は、部品形状入力部(部品入力部)11と、製造装置入力部12と、制約条件入力部13と、締結情報DB21と、部品一体化部22と、製造制約処理部23と、表示制御部24と、入出力部30とを備える。FIG. 2 is a configuration diagram of the
The
In this computer, the CPU operates a control unit (control means) constituted by each processing unit by executing a program (also called an application or an application for short) read into the memory.
The
部品形状入力部11は、組立品のCAD(Computer Aided Design)データを組立品設計データ101として受け付ける。ここでCADデータには、1つ以上の単体部品についての形状データに加え、材料データなどの説明情報(タグ情報)が含まれていてもよい。この説明情報は、CADデータとは別のデータから抽出してもよく、別のデータとは例えば製造業で用いられる部品表であるBOM(Bills of materials)データである。
The component
製造装置入力部12は、一体化部品の製造に用いられる製造装置の情報(装置ID、スペック値など)の入力を受け付ける。
ここでの製造装置は、例えば、三次元プリンタなどの付加製造装置である。三次元プリンタは、造形品のCADデータを使って、付加製造(アディティブ・マニュファクチャリング、積層造型、造形)により短時間で試作品または製品を製造する。
三次元プリンタの用途は、設計段階での形状確認のための試作品の製造のみならず、航空分野、医療関係分野における精密品まで幅広く活用されている。三次元プリンタは製造の自由度が高く、従来困難であった複雑な形状を製作可能である。The manufacturing
The manufacturing device here is, for example, an additive manufacturing device such as a three-dimensional printer. A three-dimensional printer uses CAD data of a modeled product to produce a prototype or product in a short time through additive manufacturing (additive manufacturing, additive manufacturing, modeling).
Three-dimensional printers are used in a wide range of applications, not only for manufacturing prototypes for shape confirmation at the design stage, but also for precision products in the aviation and medical fields. Three-dimensional printers have a high degree of manufacturing freedom and can produce complex shapes that were previously difficult to manufacture.
制約条件入力部13は、製造装置入力部12により指定された製造装置についての制約条件(図1では制約条件102aなど)の入力を受け付ける。制約条件とは、製造装置が製造可能な(許容する)製造時の品質(製造品質)を規定する。制約条件は、例えば、製造品質を示す各パラメータ(寸法公差、表面粗さ、造形品の密度、材料組織(相状態、結晶構造など)、材料の均一度、残留応力/ひずみ、強度(硬度、靱性)、熱伝導率、比熱、熱収縮)の許容範囲を、数値範囲や幾何的ルールなどで定義したものである。
これにより、制約条件を満たすか否かを判定することで、温度履歴によって材料特性が変わっても、一体化部品の製造可否を実際に製造する前に把握できる。The constraint input unit 13 receives input of constraints (such as the
Thereby, by determining whether or not the constraint conditions are satisfied, it is possible to determine whether or not the integrated part can be manufactured before actually manufacturing it, even if the material properties change depending on the temperature history.
部品一体化部22は、締結情報DB21を参照して、複数の単体部品を1つの一体化部品にグループ化する。このため、締結情報DB21には、複数の単体部品が締結可能となるルールが事前に登録されている(詳細は図3)。例えば図1では、単体部品A1-A2間が「溶接接合」である旨のルールを満たすことで、単体部品A1-A2間をリンクで結んだ。
The
製造制約処理部23は、部品一体化部22が作成した各一体化部品について、制約条件入力部13から入力された制約条件を満たすか否かを判定する。ここで、組立品設計データの各単体部品をそのまま制約条件の判定を行うよりも、各一体化部品にグループ化してから制約条件の判定を行うことで、部品数の減少により判定処理の負荷を軽減できる。
The manufacturing
そして、製造制約処理部23は、制約条件を満たさない一体化部品について、以下に例示するいずれかの方法(対応例)を実行することで、製造用設計データを作成する。
(対応例1)制約条件を満たさない一体化部品のグループ化を解除して元の単体部品に戻すことで、製造可能とする方法(図1の概要図)。
(対応例2)制約条件を満たさない一体化部品を複数の部品に分割することで、製造可能とする方法(図7の概要図)。
(対応例3)一体化部品の設計データは変更せず、その一体化部品を製造可能な制約条件を有する製造装置を検索することで、製造可能とする方法(図12の概要図)。Then, the manufacturing
(Correspondence example 1) A method of making it possible to manufacture by ungrouping integrated parts that do not satisfy the constraint conditions and returning them to the original single parts (schematic diagram in FIG. 1).
(Correspondence example 2) A method of making it possible to manufacture an integrated part that does not satisfy the constraint by dividing it into multiple parts (schematic diagram in FIG. 7).
(Corresponding example 3) A method of making the integrated part possible to manufacture by searching for a manufacturing device that has the constraint conditions that can manufacture the integrated part without changing the design data of the integrated part (as shown in the schematic diagram of FIG. 12).
表示制御部24は、組立品設計データから作成された製造用設計データを表示装置(モニタ)に表示させるように制御する。
入出力部30は、ユーザと設計支援装置1との間でデータをやりとりする入出力装置であり、各入力部(部品形状入力部11、製造装置入力部12、制約条件入力部13)にデータを入力するための入力装置と、表示制御部24からの表示画面の信号を受けて表示する表示装置として構成される。
入出力部30は、例えば、タブレット端末の設計支援装置1に搭載されるタッチパネルなどのように、設計支援装置1に内蔵していてもよい。または、入出力部30は、設計支援装置1とネットワーク接続された操作端末として構成してもよい。The
The input/
The input/
図3は、締結情報DB21の構成図である。
締結情報DB21は、複数の単体部品を一体化部品に締結可能となるルールとして、ルールの名称ごとに、組立品設計データの種別を示す識別手段と、その識別手段に記載されたパラメータのルールとを対応づける。
例えば、1行目の「溶着接合」のルールでは、ユーザが組立品設計データに対して明示的に「溶着を行う」旨の指定情報をもとに、締結可能と判断する旨が記載されている。この指定情報は、設計図面から画像認識により読み取った溶接記号が存在している場合や、CADデータから属性認識により読み取った溶接属性が存在している場合が挙げられる。これにより、締結可否を判断する全ての情報がCADデータに含まれていない場合にも、対応可能となる。FIG. 3 is a configuration diagram of the
The
For example, the rule for "welding joint" in the first line states that the user determines that it can be joined based on the specified information that "welds" explicitly in the assembly design data. There is. This designation information may include a welding symbol read from a design drawing by image recognition, or a welding attribute read from CAD data by attribute recognition. This makes it possible to deal with cases where the CAD data does not include all the information for determining whether or not to conclude the contract.
また、2行目の「ねじ締結」のルールでは、明示的に「ねじ締結を行う」旨の指定情報は存在しないものの、ねじ締結を示唆する手がかりとして2部品間の同じ位置に隣り合うねじ穴が存在することにより、締結可能と判断する旨が記載されている。なお、2部品間のねじ穴中心間の許容誤差「0.1mm」として若干の位置ズレがある場合も、同じ位置とみなす。 In addition, in the "screw fastening" rule in the second line, although there is no explicit specification information to "perform screw fastening", there is a screw hole adjacent to the same position between two parts as a clue to suggest screw fastening. It is stated that it is determined that the conclusion is possible based on the existence of the In addition, even if there is a slight positional deviation due to the allowable error of 0.1 mm between the centers of the screw holes between two parts, they are considered to be in the same position.
図4は、部品一体化部22の処理を示すフローチャートである。
部品一体化部22は、部品形状入力部11で入力を受け付けた組立品設計データから単体部品を抽出し、その単体部品ごとの属性として部品IDを割り当てる(S101)。
そして、部品一体化部22は、未処理の部品IDを順に着目部品として選択するループ(S102~S107)を実行し、未処理の部品IDが無くなったら(S102,No)、処理を終了する。FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the
The
Then, the
部品一体化部22は、組立品設計データから今回の着目部品に対して接続している(位置が互いに近接している)他の単体部品(他部品)を抽出する(S103)。そして、部品一体化部22は、締結情報DB21を参照して、抽出した他部品と着目部品とが締結可能か否かを判定する(S104)。もし、締結不可なら(S104,No)、部品一体化部22は、着目部品を一体化せずに製造用設計データに追加する(S107)。
The
一方、締結可能なら(S104,Yes)、部品一体化部22は、着目部品と他部品とを一体化部品としてグループ化する(S105)。例えば、図1の組立品設計データ101の場合、部品一体化部22は、着目部品(単体部品A2)に対して他部品(単体部品A1,A3)を抽出し、合計3つの単体部品を1つの一体化部品B1としてグループ化する。そして、部品一体化部22は、S105の一体化部品を一体化部品のリストに追加する(S106)。
今回の着目部品に対してS106またはS107の処理が行われた後、部品一体化部22は、今回の着目部品を処理済みとして次の未処理の部品IDを新たな着目部品としてS102に処理を戻す。On the other hand, if the connection is possible (S104, Yes), the
After the process of S106 or S107 is performed on the currently focused part, the
図5は、製造制約処理部23の処理を示すフローチャートである。
製造制約処理部23は、図4のS106で作成した一体化部品のリストからN個の一体化部品を読み込み、着目中の一体化部品の番号を示す変数Gを用いて、未処理の一体化部品を順に選択するループを実行する(S211~S216)。そのため、製造制約処理部23は、最初の一体化部品Gに着目するために変数G=1を代入する(S202)。FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the manufacturing
The manufacturing
製造制約処理部23は、製造装置入力部12で入力した製造装置の情報に基づき、一体化部品Gの設計データが仮想的に製造されたときの品質(製造品質)を評価する(S211)。一体化部品Gとは、この時点では実体のあるものではなく、仮想的な設計データである。
製造品質とは、制約条件で評価される各パラメータ(前記したように寸法公差、表面粗さなど)である。つまり、製造品質とは、一体化部品Gの設計データを指定された製造装置に製造させたと仮定したときの、一体化部品Gの製造物についての品質データである。
製造制約処理部23は、S211で評価した一体化部品Gの製造品質が、制約条件入力部13で入力された制約条件を満たすか否かを判定する。例えば図1では、一体化部品B1が制約条件102aを満たさない事例を説明した。S212でYesならS213に進み、NoならS214に進む。The manufacturing
Manufacturing quality is each parameter (dimensional tolerance, surface roughness, etc. as described above) that is evaluated under constraint conditions. In other words, manufacturing quality is quality data regarding the manufactured product of the integrated component G, assuming that the design data of the integrated component G is manufactured by a designated manufacturing device.
The manufacturing
製造制約処理部23は、製造可能と判定された一体化部品Gを製造用設計データに追加(採用)する(S213)。一方、製造制約処理部23は、製造不可と判定された一体化部品Gを各単体部品にグループ解除し、その各単体部品を製造用設計データに追加する(S214)。そして、製造制約処理部23は、今回の一体化部品Gの処理を終了したので、次の一体化部品G+1を新たな一体化部品Gとする(S215)。
ここで、G>Nとなることで、S201で読み込まれた全ての一体化部品の処理が終了したら(S216,Yes)、S213,S214,S107でそれぞれ部品データが追加された製造用設計データ(図1なら製造用設計データ111)の表示画面を、表示制御部24から表示装置に表示させる(S221)。
一方、G≦Nであり未処理の一体化部品が残っている場合は(S216,No)、製造制約処理部23は、処理をS211に戻す。The manufacturing
Here, if G>N, and the processing of all integrated parts read in S201 is completed (S216, Yes), the manufacturing design data ( In the case of FIG. 1, the display screen of the manufacturing design data 111) is displayed on the display device from the display control unit 24 (S221).
On the other hand, if G≦N and unprocessed integrated parts remain (S216, No), the manufacturing
図6は、表示制御部24の表示画面図である。
表示画面には、組立品設計データの表示欄500aと、製造用設計データの表示欄500bと、承認ボタン591と、非承認ボタン592とが含まれる。
表示欄500aには、各単体部品501,502,503が、各締結部(溶接部511,512、ねじ513)により組み立てられた組立品が形状データとして表示される。溶接部511は単体部品501,502間を接続する。溶接部512は単体部品502,503間を接続する。ねじ513は単体部品501,503間を接続する。FIG. 6 is a display screen diagram of the
The display screen includes a
In the
表示欄500bにおいて、表示欄500aの単体部品501はそのまま残り、単体部品502,503が1つの一体化部品504にグループ化されている。
まず、部品一体化部22は、各締結部(溶接部511,512、ねじ513)が締結情報DB21のルールを満たすことで、各単体部品501,502,503を1つの一体化部品とした(図示省略)。In the
First, the
ここで、三次元プリンタは、図6の下側から上側に向かう積層方向に部材を積層することで、一体化部品を製造する。よって、製造制約処理部23は、一体化部品を製造する三次元プリンタの制約条件として「部品の積層高さが高すぎると部品が不安定になる」旨の積層条件に従い、3つの各単体部品501,502,503を1つの一体化部品にしてしまうと、高さの制約超過であると判定する。
そのため、製造制約処理部23は、グループ化から単体部品501だけ除外し、残った単体部品502,503を1つの一体化部品504にすることで、制約条件を満たすようにした。
積層条件には、オーバーハングと呼ばれる張り出した部分の下面の角度(オーバーハング角度)、長さ、面積、体積の指標を設定してもよい。また、積層条件には、特定の方向の辺の長さの指標を設定してもよく、2方向の長さの比であるアスペクト比の指標を設定してもよい。さらに、積層条件には、これらを組み合わせて、設定してもよい。Here, the three-dimensional printer manufactures an integrated part by stacking members in a stacking direction from the bottom to the top in FIG. Therefore, the manufacturing
Therefore, the manufacturing
Indices of the angle (overhang angle) of the lower surface of the protruding portion called an overhang, length, area, and volume may be set as the lamination conditions. Further, in the lamination conditions, an index of the length of a side in a specific direction may be set, or an index of an aspect ratio, which is the ratio of the lengths in two directions, may be set. Furthermore, the lamination conditions may be set by combining these.
ユーザは、表示欄500aと表示欄500bとを一体化の前後として見比べることで、組み立て作業が1箇所(溶接部512)削減できていることを確認できる。
そして、この一体化案に対するユーザの採否が、承認ボタン591または非承認ボタン592により入力される。これにより、ユーザは自身で部品の一体化案を作成する必要がなくなる。よって、設計支援装置1が自動的に作成した一体化案の採否をユーザが入力するだけで済み、一体化検討作業を省力化できる。By comparing the
Then, the user's approval or disapproval of this integration plan is input using the
以上、図1~図6を参照して、製造制約処理部23の(対応例1:グループ化を解除する方法)を説明した。以下、図7~図9を参照して、製造制約処理部23の(対応例2:一体化部品を分割する方法)を説明する。
図7は、(対応例2)に従い設計データを分割する場合の概要を示す説明図である。
部品一体化部22が組立品設計データ101から設計データ102を作成するものの、一体化部品B1が制約条件102aを超過するところまでは、図1で説明した通りである。Above, the manufacturing constraint processing unit 23 (correspondence example 1: method for canceling grouping) has been described with reference to FIGS. 1 to 6. Hereinafter, with reference to FIGS. 7 to 9, a description will be given of (correspondence example 2: method of dividing an integrated part) of the manufacturing
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an overview of dividing the design data according to (correspondence example 2).
Although the
そこで、製造制約処理部23は、一体化部品B1を1つの粒度が大きい部品とみなし、その一体化部品B1を、互いに締結する分割部品B11と分割部品B12とに分割する。その結果、分割部品B11は制約条件102aを満たし、分割部品B12は制約条件102cを満たし、一体化部品B2は制約条件102bを満たす。よって、製造制約処理部23は、全ての部品を製造可能とした製造用設計データ112を作成できる。
これにより、組立品設計データ101では3箇所の締結作業が発生していたが、製造用設計データ112では分割部品B11と分割部品B12との間の1箇所の締結作業を行うだけで済み、組み立て作業の負担を減らすことができた。Therefore, the manufacturing
As a result, although the
図8は、(対応例2)における製造制約処理部23の処理を示すフローチャートである。
図8と図5との相違点として、図5の製造不可と判定された一体化部品Gを各単体部品にグループ解除する処理(S214)が、図8の製造不可と判定された一体化部品Gを分割し(S214B)、S211に戻る処理に置き換わる。そして、2回目の品質評価処理(S211)では、製造制約処理部23は、一体化部品Gの代わりに分割された部品の品質評価を行う。FIG. 8 is a flowchart showing the processing of the manufacturing
The difference between FIG. 8 and FIG. 5 is that the process (S214) of ungrouping the integrated part G determined to be unmanufacturable in FIG. This is replaced by the process of dividing G (S214B) and returning to S211. Then, in the second quality evaluation process (S211), the manufacturing
図9は、(対応例2)における表示制御部24の表示画面図である。
表示画面には、図6の表示欄500bと同じ設計データである分割前の設計データの表示欄500cと、分割後の製造用設計データの表示欄500dと、承認ボタン591と、非承認ボタン592とが含まれる。
表示欄500cにおいて、製造制約処理部23は、一体化部品504が制約条件521を満たさないと判定したとする。FIG. 9 is a display screen diagram of the
The display screen includes a
It is assumed that the manufacturing
そこで、表示欄500dに示すように、製造制約処理部23は、一体化部品504を分割部品505と、分割部品506とに分割し、双方を新たに溶接部514で接続する。これにより、分割部品505は制約条件521を満たし、分割部品506は制約条件522を満たす。
ユーザは、表示欄500cと表示欄500dとを分割の前後として見比べることで、部品分割により制約条件を満たす製造用設計データが作成できていることを確認できる。Therefore, as shown in the
By comparing the
図10は、設計支援装置1の変形例を示す構成図である。この設計支援装置1は、図2の設計支援装置1の構成要素のうち、以下の要素を変更した。
第1の変更点として、図2の部品形状入力部11を、図10の部品検索部11a、部品情報DB11bに置き換える。部品情報DB11bには、図2の部品形状入力部11で説明した組立品設計データとして、CADデータやBOMデータの候補が登録されている。部品検索部11aは、CADデータの名称などの組立品設計データの検索条件を入出力部30から受け付けると、部品情報DB11bから対応する組立品設計データを検索する。検索された組立品設計データは、図2と同様に部品一体化部22に入力される。FIG. 10 is a configuration diagram showing a modification of the
As a first change, the component
図11は、製造装置DB12bの構成図である。
第2の変更点として、図2の製造装置入力部12を、図10の装置検索部12a、製造装置DB12bに置き換える。製造装置DB12bには、一体化部品の製造に用いられる製造装置の候補が登録されている。製造装置DB12bは、装置名と、装置IDと、制約条件と、稼働情報との対応情報を製造装置の候補ごとに格納する。
装置検索部12aは、製造装置の検索条件を入出力部30から受け付けると、製造装置DB12bから対応する1台以上の製造装置の情報を検索する。例えば、装置検索部12aは、検索キー「開発用プリンタ」から、検索結果「装置ID=3D-A1、3D-A2」という2台の候補を検索する。または、装置検索部12aは、製造装置の名称を指定しなくても、「データベースに登録済みの全装置」などの検索条件を用いてもよい。FIG. 11 is a configuration diagram of the
As a second change, the manufacturing
When the
そして、製造装置DB12bから検索された製造装置の情報は、図2の製造装置入力部12の入力データ(装置IDなど)と、図2の制約条件入力部13の入力データ(制約条件)との代わりに、製造制約処理部23に入力される。
なお、装置検索部12aは、製造装置の候補を検索するときの検索キーとして、使用時期の情報を含めてもよい。例えば、装置検索部12aは、検索キー「12月に使用可能な開発用プリンタ」をもとに、検索結果「装置ID=3D-A2」を求める。一方、「装置ID=3D-A1」は、「開発用プリンタ」の検索条件は合致するものの、稼働情報として12月は他の予約(製品X2の製造)が入っているので、検索結果からは除外される。The manufacturing equipment information retrieved from the
Note that the
図12は、(対応例3)に従い一体化部品をそのまま製造可能な製造装置を検索する場合の概要を示す説明図である。
部品一体化部22が組立品設計データ101から設計データ102を作成するものの、一体化部品B1が制約条件102aを超過するところまでは、図1で説明した通りである。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an outline of a search for a manufacturing apparatus that can manufacture integrated parts as they are according to (correspondence example 3).
Although the
そこで、製造制約処理部23は、制約条件102aを有する第1の製造装置(例えば図11の小型部品だけ製造可能な3D-A1のプリンタ)の代わりに、制約条件102dを有する第2の製造装置(例えば図11の中型部品も製造可能な3D-A2のプリンタ)を採用する。これにより、制約条件102dに余裕が生まれ、一体化部品B1がそのまま製造可能となる。
これにより、組立品設計データ101では3箇所の締結作業が発生していたが、製造用設計データ113では締結作業が不要となり、組み立て作業の負担を大きく減らすことができた。Therefore, the manufacturing
As a result, although the
図13は、(対応例3)における製造制約処理部23の処理を示すフローチャートである。
図13と図5との相違点として、図5のS212~S214の処理が、図13では、以下の処理に置き換わる。
製造制約処理部23は、制約条件による製造可否判定(図5のS212)を、製造装置DB12bから読み取った各製造装置の候補に対して行うことで、製造品質を満たす制約条件の製造装置を検索する(図13のS212C)。なお、S212Cで一体化部品Gを製造可能な製造装置が複数台検索できたときには、それらのうちの最適な製造装置を採用することが望ましい。最適な製造装置とは、例えば、利用コストが最安の製造装置や、利用までの待ち時間が最短の製造装置などである。
製造制約処理部23は、図13では製造可能な一体化部品Gに加え(図5のS213)、その一体化部品Gを製造するためにS212Cで検索した製造装置の情報(装置IDなど)を対応づけて、製造用設計データに追加する(図13のS213C)。FIG. 13 is a flowchart showing the processing of the manufacturing
The difference between FIG. 13 and FIG. 5 is that the processing in S212 to S214 in FIG. 5 is replaced with the following processing in FIG.
The manufacturing
In addition to the integrated parts G that can be manufactured in FIG. 13 (S213 in FIG. 5), the manufacturing
図14は、(対応例3)における表示制御部24の表示画面図である。
表示画面には、図6と同じ組立品設計データの表示欄500aと、部品一体化部22が一体化した一体化部品の表示欄500eと、承認ボタン591と、非承認ボタン592とが含まれる。
表示欄500eには、一体化部品509が制約条件によってグループ解除や部品分割されず、そのまま表示される。さらに、一体化部品509を製造可能な製造装置の情報509pも、製造用設計データ内で対応づけられているので、表示欄500eに併せて表示できる。
ユーザは、表示欄500aと表示欄500eとを一体化の前後として見比べることで、3つの締結部(溶接部511,512、ねじ513)が削減できていることを確認できる。FIG. 14 is a display screen diagram of the
The display screen includes the same assembly design data display
In the display field 500e, the
By comparing the
以上説明した本実施形態では、設計支援装置1の部品一体化部22が組立品設計データに含まれる小さな単体部品を、締結情報DB21のルールに基づいて大きな一体化部品へとグループ化した設計データを作成する。そして、製造制約処理部23は、一体化部品が実際に製造可能か否かを判定する。ここで製造不可の一体化部品に対しては、(対応例1)~(対応例3)でそれぞれ説明した方法にて対応することで、製造制約処理部23は、実際に製造可能な製造用設計データを作成する。
In the present embodiment described above, the
これにより、単体部品だけの組立品設計データと、一体化部品を含む製造用設計データとで、同じ組立品を組み立てられるようにすることができる。よって、単体部品を一体化部品に置き換えることで、以下の効果が得られる。
・部品数を削減する効果として、部品の包装を簡略化できるため、保管コスト、運搬コストや廃棄コストの削減など。
・締結部を削減する効果として、締結作業の負担削減や、不慣れな締結作業に起因する組立品の品質低下の抑制など。This makes it possible to assemble the same assembly using assembly design data containing only single parts and manufacturing design data including integrated parts. Therefore, by replacing single parts with integrated parts, the following effects can be obtained.
- The effect of reducing the number of parts is that packaging of parts can be simplified, reducing storage costs, transportation costs, and disposal costs.
・The effects of reducing the number of fastening parts include reducing the burden of fastening work and suppressing deterioration in the quality of assembled products due to unfamiliar fastening work.
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.
Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations. Further, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be partially or entirely realized in hardware by, for example, designing an integrated circuit.
Further, each of the configurations, functions, etc. described above may be realized by software by a processor interpreting and executing programs for realizing the respective functions.
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)などの記録装置、または、IC(Integrated Circuit)カード、SDカード、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体におくことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線LANに限定せず、有線LANやその他の通信手段に変更してもよい。Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in memory, recording devices such as hard disks, SSDs (Solid State Drives), IC (Integrated Circuit) cards, SD cards, DVDs (Digital Versatile Discs), etc. can be stored on a recording medium.
Further, the control lines and information lines are shown to be necessary for explanation purposes, and not all control lines and information lines are necessarily shown in the product. In reality, almost all configurations may be considered to be interconnected.
Furthermore, the communication means for connecting each device is not limited to wireless LAN, but may be changed to wired LAN or other communication means.
1 設計支援装置
11 部品形状入力部(部品入力部)
11a 部品検索部
11b 部品情報DB
12 製造装置入力部
12a 装置検索部
12b 製造装置DB
13 制約条件入力部
21 締結情報DB
22 部品一体化部
23 製造制約処理部
24 表示制御部
30 入出力部
101 組立品設計データ
111~113 製造用設計データ
501~503 単体部品
504 一体化部品1
11a Parts search section 11b Parts information DB
12 Manufacturing
13 Constraint
22
Claims (10)
入力された前記組立品設計データから組立品を構成する単体部品を抽出し、前記単体部品どうしの同じ位置に隣り合うねじ穴が存在する旨の締結ルールを満たす複数の前記単体部品を、1つの一体化部品としてグループ化する部品一体化部と、
前記一体化部品を含む製造用設計データを表示装置に表示させる表示制御部とを有することを特徴とする
設計支援装置。 a parts input section that receives input of assembly design data indicating an assembly;
Single parts constituting an assembly are extracted from the input assembly design data, and a plurality of single parts satisfying the fastening rule that adjacent screw holes exist in the same position of the single parts are combined into one single part. a parts integration section that groups together as integrated parts;
A design support device comprising: a display control unit that causes a display device to display manufacturing design data including the integrated component.
前記製造制約処理部は、
製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、その評価の結果として制約条件を満たす前記一体化部品を前記製造用設計データに追加し、
制約条件を満たさない前記一体化部品については、その一体化部品のグループ化を解除して元の前記単体部品に戻してから前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項1に記載の設計支援装置。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
Evaluating each of the integrated parts according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing device to be able to manufacture the parts, and adding the integrated parts that satisfy the constraint conditions as a result of the evaluation to the manufacturing design data,
As for the integrated part that does not satisfy the constraint conditions, the integrated part is ungrouped and returned to the original single part before being added to the manufacturing design data. design support equipment.
前記製造制約処理部は、
製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、その評価の結果として制約条件を満たす前記一体化部品を前記製造用設計データに追加し、
制約条件を満たさない前記一体化部品については、その一体化部品を複数の部品に分割してから前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項1に記載の設計支援装置。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
Evaluating each of the integrated parts according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing device to be able to manufacture the parts, and adding the integrated parts that satisfy the constraint conditions as a result of the evaluation to the manufacturing design data,
2. The design support apparatus according to claim 1, wherein, for the integrated part that does not satisfy the constraint conditions, the integrated part is divided into a plurality of parts and then added to the manufacturing design data.
前記製造制約処理部は、
各製造装置の候補ごとに、その製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、
その評価の結果として制約条件を満たす場合に、その制約条件を有する製造装置と、評価された前記一体化部品とを組み合わせて前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項1に記載の設計支援装置。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
For each manufacturing equipment candidate, evaluate each integrated part according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing equipment to be able to manufacture the part,
According to claim 1, if a constraint condition is satisfied as a result of the evaluation, a manufacturing device having the constraint condition and the evaluated integrated part are combined and added to the manufacturing design data. design support equipment.
前記部品情報DBには、前記組立品設計データの候補ごとに、その組立品設計データを示す名称が対応づけられており、
前記部品入力部は、前記組立品設計データを示す名称の入力を受け、前記部品情報DBから検索した前記組立品設計データを、前記部品一体化部に出力することを特徴とする
請求項1に記載の設計支援装置。 The design support device further includes a parts information DB,
In the parts information DB, each candidate of the assembly design data is associated with a name indicating the assembly design data,
According to claim 1, the component input section receives an input of a name indicating the assembly design data, and outputs the assembly design data retrieved from the component information DB to the component integration section. Design support equipment described.
前記製造装置DBには、製造装置の候補ごとに、その製造装置を示す名称と、その制約条件が対応づけられており、
前記製造制約処理部は、製造装置を示す名称の入力を受け、前記製造装置DBから検索した制約条件に従って前記各一体化部品を評価することを特徴とする
請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載の設計支援装置。 The design support device further includes a manufacturing device DB,
In the manufacturing equipment DB, for each manufacturing equipment candidate, a name indicating the manufacturing equipment and its constraint conditions are associated,
Any one of claims 2 to 4, wherein the manufacturing constraint processing unit receives an input of a name indicating a manufacturing device, and evaluates each integrated component according to constraint conditions retrieved from the manufacturing device DB. The design support device according to item 1.
前記部品入力部は、組立品を示す組立品設計データの入力を受け付け、
前記部品一体化部は、入力された前記組立品設計データから組立品を構成する単体部品を抽出し、前記単体部品どうしの同じ位置に隣り合うねじ穴が存在する旨の締結ルールを満たす複数の前記単体部品を、1つの一体化部品としてグループ化し、
前記表示制御部は、前記一体化部品を含む製造用設計データを表示装置に表示させることを特徴とする
設計支援方法。 The design support device includes a component input section, a component integration section, and a display control section,
The component input unit receives input of assembly design data indicating an assembly,
The component integration unit extracts single parts constituting an assembly from the inputted assembly design data, and extracts a plurality of single parts that satisfy a fastening rule that adjoining screw holes exist at the same position in the single parts. Grouping the single parts as one integrated part,
A design support method, wherein the display control unit displays manufacturing design data including the integrated component on a display device.
前記製造制約処理部は、
製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、その評価の結果として制約条件を満たす前記一体化部品を前記製造用設計データに追加し、
制約条件を満たさない前記一体化部品については、その一体化部品のグループ化を解除して元の前記単体部品に戻してから前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項7に記載の設計支援方法。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
Evaluating each of the integrated parts according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing device to be able to manufacture the parts, and adding the integrated parts that satisfy the constraint conditions as a result of the evaluation to the manufacturing design data,
As for the integrated part that does not satisfy the constraint conditions, the integrated part is ungrouped and returned to the original single part before being added to the manufacturing design data. design support method.
前記製造制約処理部は、
製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、その評価の結果として制約条件を満たす前記一体化部品を前記製造用設計データに追加し、
制約条件を満たさない前記一体化部品については、その一体化部品を複数の部品に分割してから前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項7に記載の設計支援方法。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
Evaluating each of the integrated parts according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing device to be able to manufacture the parts, and adding the integrated parts that satisfy the constraint conditions as a result of the evaluation to the manufacturing design data,
8. The design support method according to claim 7, wherein, for the integrated part that does not satisfy the constraint conditions, the integrated part is divided into a plurality of parts and then added to the manufacturing design data.
前記製造制約処理部は、
各製造装置の候補ごとに、その製造装置が部品を製造可能であるための制約を示す制約条件に従って前記各一体化部品を評価し、
その評価の結果として制約条件を満たす場合に、その制約条件を有する製造装置と、評価された前記一体化部品とを組み合わせて前記製造用設計データに追加することを特徴とする
請求項7に記載の設計支援方法。 The design support device further includes a manufacturing constraint processing section,
The manufacturing constraint processing unit includes:
For each manufacturing equipment candidate, evaluate each integrated part according to constraint conditions indicating constraints for the manufacturing equipment to be able to manufacture the part,
According to claim 7, if a constraint condition is satisfied as a result of the evaluation, a manufacturing device having the constraint condition and the evaluated integrated part are combined and added to the manufacturing design data. design support method.
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