JPH11167587A - 設計支援方法および装置 - Google Patents
設計支援方法および装置Info
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- JPH11167587A JPH11167587A JP9333850A JP33385097A JPH11167587A JP H11167587 A JPH11167587 A JP H11167587A JP 9333850 A JP9333850 A JP 9333850A JP 33385097 A JP33385097 A JP 33385097A JP H11167587 A JPH11167587 A JP H11167587A
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Abstract
効率を向上できる設計支援装置を提供する。 【解決手段】入力装置11,12やディスプレイ13を
介しながら、形状生成コマンドをもつ形状定義編集処理
部6で入力に応じた形状生成や組合せなどの操作を行な
い、操作の単位となる形状部品のID毎に形状データ4
を記憶装置3に登録する設計支援装置1において、形状
部品と組合せの可能な形状タイプとその組合せを制約す
る関係属性からなる設計履歴データ5を、形状データ4
に対応して記憶装置3に蓄積する。新規設計の対象製品
の特定形状に対し、記憶装置3の任意の形状部品(形状
データ)を組み合わせる場合に、当該形状部品の設計履
歴データ5を参照し、上記の特定形状との組合せの適否
を判定する設計操作判定処理部8と、その判定が適の場
合の特定形状に対しその組合せ条件により、設計履歴デ
ータ5を動的に登録する設計履歴登録処理部7を備え
る。
Description
設計において、過去の設計データを新規設計に効率良く
再利用する設計支援装置に関する。
構成する部品の形状は、製品の様々な要求仕様から決定
される。ある製品を設計、製造する場合に、要求仕様を
満たすための設計検討や加工妥当性の検討がなされ、そ
の結果として当該製品の生産実績ができる。生産実績の
ある製品と類似の製品を設計する場合、製品の大部分の
形状は実績のある既存の設計データを流用することが多
い。
て、直方体、円柱、穴、溝や角処理といった一纏まりの
形状特徴をもったフィーチャを組合せて行うモデリング
方法がある。例えば、直方体の上面に穴の空いた製品形
状をモデリングする場合、まず直方体の3辺の長さと位
置を入力して直方体を定義し、上面における穴の中心位
置と径および深さを入力して穴を定義する。穴、溝、角
処理といった製品形状の特徴をフィーチャとしてあらか
じめ用意してあるので、これらのフィーチャを用いて形
状モデリングができる。
は、フィーチャ利用のCADシステムにおいて、既存の
設計データの一部分を指定して、新たなフィーチャを効
率的に登録できるようにした提案がある。
用するためには、組み合わせ操作を行う部分形状同士が
過去どのような形状の操作履歴を経て作成されたものか
を参照できると都合が良い。なぜなら、形状同士の組み
合わせは、対象製品の強度条件や加工の妥当性等の設計
条件に少なからず影響を及ぼすからである。既存の設計
データは、前記設計条件の整合性を満たしていると考え
られるので、その履歴データを含めて有効活用できるこ
とが望ましい。
ソリッドモデリングの改良として、形状操作のコマンド
とその引数(パラメータ)をツリー構造で貯え、過去に
作成された形状の再生成を容易にする提案がある。ま
た、特開平8−83296号(引例3)には、ユーザが
希望する形状になるまで繰り返す形状操作の情報を履歴
情報として保持し、任意の形状操作時点の形状を再現で
きるようにして、ソリッド形状の誤りの修正や類似形状
の作成を容易にする提案がある。
チャモデリング方法では、登録された部分形状のフィー
チャや部品形状を利用して新規の製品形状を設計するこ
とが可能である。しかし、フィーチャの相互関係におけ
る制約条件を設計対象に応じてフィーチャ自身が任意に
記憶することができない。ある単位の機能や形状として
意味をもつ製品の部分的な形状(以下、部分形状と呼
ぶ)は、他の部分形状との組合せにおいて固有の制約を
持っている。例えば、平面に穴をあける場合に、「この
穴は、平面に対して垂直にあけなければならない」、
「この面には、穴はあけられるが、溝は切れない」、
「部品Aは部品Bと接合不可能である」等、機能的ある
いは加工上など、過去の製品実績等に基づく制約であ
る。
利用して設計した場合、対象製品形状は制約なく幾何的
に自由にモデリングできてしまう。しかし、自由にモデ
リングされた製品形状は、製品に必要な機能性を欠いた
り加工妥当性を欠くことが多い。例えば、ある面に対し
てある角度を持って穴をあけたり、著しく曲率の大きな
曲面に穴をあけることは、設計上では自由にモデリング
できるが、加工機性能などから加工できないことがあ
る。このような場合、製造部門での加工性検討を行った
結果、設計部門に対して設計変更を依頼するといった後
戻りが発生し、作業工程が大きく乱れる。
の履歴は、形状操作の対象となった面集合や操作に用い
たパラメータを対象としていて、過去の形状操作の再現
や寸法パラメータ変更などのモデリングには効率的であ
る。しかし、組み合わせる形状間の制約条件については
考慮されていないので、新たな組合せに際し試行錯誤の
形状操作の末に過去の実績に辿りついたり、辿りつけな
いまま設計ミスによって後戻り作業が発生する等、設計
作業の信頼性と効率化の上で問題がある。
点を克服し、組合せする部品やフィーチャの形状間の過
去の設計における制約条件を利用して、設計作業の試行
錯誤や後戻りを低減し、設計品質の向上と作業の効率化
を図る設計支援装置を提供することにある。
の本発明は、過去に設計した面や穴など、操作の単位と
なる形状部品毎に形状データを記憶し、それらの形状部
品を利用して任意の3次元形状を設計する設計支援方法
において、前記形状データに対応して、当該形状部品に
対し組合せ可能な形状タイプおよび/またはその組合せ
を制約する関係属性からなる設計履歴データを記憶し、
前記形状データを定義された設計対象の3次元形状に対
し、その任意の形状または形状部品に関係付けて前記設
計履歴データを持つ形状部品を組み合わせる操作に際
し、当該設計履歴データを参照して組合せの適否を判定
することを特徴とする。
付け先の形状タイプの比較、または前記関係属性の幾何
学的な制約に当該組合せが適合するか否かのチエックに
よることを特徴とする。また、前記判定が適の場合に、
関係付け先の形状部品に対応してその組合せにかかる設
計履歴データを動的に蓄積することを特徴とする。
ースとなる入力装置及び出力装置と、入力装置からの入
力に応じ形状を操作して定義する形状定義手段と、過去
に設計した面や穴など、操作の単位となる形状部品毎に
形状データを参照可能に蓄積する形状データを蓄積する
記憶装置を備える設計支援装置において、前記形状部品
と組合せの可能な形状タイプとその組合せを制約する関
係属性からなる設計履歴データを、前記形状データに対
応して前記記憶装置に蓄積するとともに、設計対象の形
状に任意に関係付けて前記設計履歴データを持つ形状部
品を組み合わせる場合に、当該設計履歴データを参照し
て組合せの適否を判定する設計操作判定手段を設けたこ
とを特徴とする。
に前記出力装置へ当該設計履歴データの提示を行なうこ
とを特徴とする。
2次曲面、自由曲面などの面や、面とその境界表現で形
成された直方体、円筒、穴、溝などといった幾何的な特
徴をもった立体を指し、その作成の手続きを含むフィー
チャの総称である。
図形と登録済みの形状部品を組み合わせてる対象製品を
新規に設計する際に、その組合せの適否を関係付けの時
点で直ちに判定できる。すなわち、当該形状部品の履歴
データから組合せ可能な形状タイプや組合せを制約す
る、例えば組合せ方向などの関係属性を参照し、組合せ
のために関係付けられた図形の形状タイプや幾何的パラ
メータと比較して、組合せの適合性をチエックする。設
計履歴データは過去の実績に基づいているので、適合性
が確認できれば、当該組合せは実行可能である。なお、
設計履歴データに、過去の失敗の履歴を蓄積し、該当す
る組合せを不適と判定することも可能である。また、本
発明は登録済みの形状部品間の組合せにも適用できるこ
とは言うまでもない。
フィーチャや過去に設計した形状部品を組合せて設計す
る場合に、設計の試行錯誤やミスを大幅に低減でき、設
計作業の効率を向上できる。
図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の
設計支援装置の一実施例を示す構成図である。設計支援
装置1は形状定義編集処理部6、設計履歴登録処理部
7、設計操作判定処理部8、形状データ記憶領域4や設
計履歴データ記憶領域5を持つ記憶装置3、キーボード
11やマウス12からの入力を受け付ける入力処理部
9、ディスプレイ13へ表示する出力処理部10、これ
ら各部の処理を制御する統括制御処理部2から構成され
る。
よって、設計対象製品の形状部品をモデリングする。形
状定義編集処理部6は、設計対象の製品モデルの作成の
ための基本的な形状生成コマンドを具備し、点、線分、
面といった基本形状やプリミティブ形状とその組合わせ
によって幾何形状処理を行なって形状モデルを作成す
る。作成した形状モデルは形状データとして、記憶装置
3の領域4に格納される。形状データは、製品形状の各
面や面で構成される部分的な立体の幾何データを示す。
して入力処理部9を介して行われた組み合わせ操作を設
計履歴データとして領域5に記憶する。設計履歴データ
は、形状データに対して他の形状データとの間で行われ
た過去の組み合わせ操作の実績のある履歴で、この履歴
の範囲内での組合せは無条件に可能である。
が記憶装置3に格納している形状データに対して形状間
の組合せ操作を行なう場合に、当該形状データに対応す
る設計履歴データを参照してその組合せ操作の是非を判
定する。形状間の組合せが設計履歴データの適合範囲内
であれば組合せ可能と判定する。この結果、形状定義編
集処理部6による組合せ操作が実行され、生成された形
状モデルはディスプレイ3により設計者に提供される。
一方、形状間の組合せが不可と判定された場合は、組合
せ不可能の判定結果をその履歴データとともにディスプ
レイ3に表示し、設計者の判断に委ねる。
る形状モデルの一例を示す。形状定義編集処理部6は、
設計者が画面上で描画した(a)の台座形状や(b)の
穴形状を、その幾何情報によって定義し記憶装置3に格
納する。さらに、それら(a)、(b)の形状データを
参照し、台座形状の面1に穴形状を組合せ、(c)のよ
うに面1に穴をあけた台座形状を定義する。
の一例を示す。(a)は単純穴(ID=101)の形
状、(b)は平面(ID=202)、(c)はそれらの
形状データを示す。形状データは形状ID、形状タイ
プ、幾何パラメータから構成される。
ある。幾何パラメータは形状の位置とサイズを表わすデ
ータで、単純穴の場合は穴の直径D、深さh、位置(X
p,Yp,Zp)、方向(Xv,Yv,Zv)、平面の場合は稜線
(e1,e2,e3,e4)と方向(Xv,Yv,Zv)からな
る。この幾何パラメータは、穴形状のモデルを台座モデ
ルの特定面(関係付け先き)に組合せ操作する際に、設
計者によって入力される。
し、組合せの操作を行った形状部品の形状タイプ、幾何
パラメータ、関係属性を、形状ID毎に設計履歴データ
として記憶装置3に記憶する。
(a)は複数種類の穴や平面の設計履歴データの一例を
示す。(b)は形状ID=101の単純穴の例で、平面
(関係形状)との幾何学的関係を示している。関係属性
のA〃Bは、穴中心軸の方向ベクトルAと関係平面の法
線ベクトルBが平行で、「平面に対して穴の中心軸を垂
直にした穴あけ」が可能であることを示している。
は、設計者が設計モデル作成前に経験や実績に基づいて
入力したり、形状間の関係付けの際に、設計者がその関
係付けを許可した時点で、設計履歴登録処理部7が動的
に記憶する。なお、形状間で設計履歴データが適合しな
い状態で設計を継続した場合に、その関係付けにかかる
関係形状タイプと関係属性を一時保存し、製造部門等で
の実績によって設計履歴データに追加するようにしても
よい。
計の処理手順を説明する。図5に、形状設計の処理フロ
ーを示す。以下では、ベースとなる図2(a)の台座形
状を定義し、(b)の穴形状を組み合わせて、(c)の
穴あけした台座形状を設計する手順を例に説明する。
って、図2(a)の台座形状を定義する(ステップS1
1)。この台座形状の幾何情報は、稜線の閉領域からな
る8面(面1や斜面2を含む)の幾何値と境界情報であ
る。次に、図2(b)の穴形状をID指定(ここでは、
形状ID=101の単純穴とする)によって取り込み、
設計者によって(a)の台座形状の面1と画面上で関係
付けられる(ステップS12)。
の図形間の関係付けに基づいて、まず単純穴の設計履歴
データを取り込む(ステップS13)。単純穴の設計履
歴データは、関係形状タイプが「平面」、関係属性が
「穴中心軸ベクトルと平面の法線ベクトルは平行」であ
る。次に、関係付けた形状間の適合性をチエックし(ス
テップS14)、その結果を判定する(ステップS1
5)。
す。まず、関係付け先の面1の形状タイプを形状データ
領域4から読み出し、単純穴101に設定されている関
係形状タイプ(「平面」)と比較し(S21)、両タイ
プが一致するか判定する(S22)。面1の形状タイプ
は「平面」なので、単純穴101の関係形状タイプと一
致する。一致する場合はタイプ一致フラグをオンし(S
23)、不一致の場合はタイプ一致フラグをオフする
(S24)。タイプ一致フラグがオンすると、次に関係
属性を満足するかチエックする(S25)。
示す。この例の関係属性は「穴中心軸ベクトルと平面の
法線ベクトルは平行」と方向を規定する属性である。ま
ず、穴軸方向ベクトルの取得(S31)及び平面法線ベ
クトルの取得(S32)を行なう。平面法線ベクトル
は、台座形状で穴があけられる面1に垂直なベクトルで
ある。次に、その2方向のベクトルを比較し(S3
3)、両者が関係属性に規定された関係(ここでは、
「平行」)と一致するかを判定し(S34)、その結果
によって属性一致フラグをオン/オフする(S35/S
36)。
グと属性一致フラグの双方がONの場合は、設計履歴一
致フラグをオン設定する。また、一方でもOFFの場合
は、設計履歴一致フラグをオフにする。この設計履歴一
致フラグのON/OFFによって、設計履歴の適合判定
が行なわれる(S15)。
履歴データの提示が行なわれ(S16)、設計者へ処理
の継続の判断を促す。処理中止の場合は当該形状間の関
係付けを中止する(S20)。設計履歴が適合または処
理継続の場合は、ステップS12で関係付けされている
形状(図2(c))の定義と登録が行なわれる(S1
8,S19)。この場合、設計履歴データとして、穴が
あけられた平面1の形状ID=201に、関係形状タイ
プが「単純穴」、関係属性が「A〃B」が定義され、追
加される。
係付けの例を説明する。同図(a)は、図2と同じ台座
形状の斜面2にID=102の斜め穴を関係付けた例で
ある。斜め穴の設計履歴データは図4(a)に示すよう
に、関係形状タイプが「平面」、関係属性が「穴中心軸
ベクトルと平面の法線ベクトルのなす角度は45°」で
ある。
状タイプは平面であり、穴形状の関係形状タイプと一致
する。また、斜面2の傾斜角を45°とすれば、穴軸ベ
クトルと斜面2の法線ベクトルは45°となり関係属性
が満足され、設計履歴一致フラグがONとなり、当該組
合せによる図2(a)の図形の登録が実行される。ま
た、斜面2の形状部品(ID=202)に対し、図4
(a)のように設計履歴データが自動登録される。
係付けると、その関係属性「A〃B」を満足しないの
で、設計履歴一致フラグがOFFとなり、設計者に対し
て当該組合せの不適合と該当する履歴データが提示され
る。
て、ID=103の境界穴を関係付けた例である。境界
穴の設計履歴データは関係形状タイプは「平面」である
が、関係属性は異なる2条件からなる。すなわち、「穴
中心軸ベクトルと平面の法線ベクトルは平行」と「穴中
心軸ベクトルと平面の法線ベクトルのなす角度は45
°」で、これらは整合性判定時のAND条件となる。従
って、穴軸ベクトルが面1の法線と平行でかつ斜面2と
45°の角度となるとき組合せが適合し、図8(b)の
図形の登録が実行される。
し、他の形状部品との組合せについて過去の実績などか
ら、有効な制約情報を設計履歴データとして付属させ、
あらたな形状間の組合せの際にその組合せの適否の判定
に利用する。これによれば、設計作業で大きな比率を占
める類似設計作業の効率を向上できる。また、設計不良
による製造部門等からの後戻り作業を大幅に低減できる
ので、生産工程の円滑な進行が可能になる。
実績に基づいた例を示しているが、失敗の実績について
も記憶して、不適合の判断や設計者への提示に用いるよ
うにしてもよい。これによれば、設計者のミスや試行錯
誤をより低減できる。
に係わる設計履歴データに、幾何パラメータを含めて記
憶することによって、過去の設計者の設計意図を伝える
ことが可能になる。
のモデリングを例に取ると、過去の設計事例としてφ1
0とφ20の穴あけがある場合、記憶装置3に幾何パラ
メータのデータ範囲を設定しておけば、直方体の上面は
φ10〜φ20の範囲で穴をあけられるという形状パラ
メータ範囲の情報を持つことができる。したがって、こ
の直方体の上面に穴あけの設計をする場合、入力する穴
径がφ10〜φ20を外れると設計操作判定処理部8が
設計履歴データの形状パラメータ範囲を判定し、設計不
可の提示をする。
の形状タイプが直方体で、穴あけをした面は水平面であ
るという履歴情報を記憶するので、たとえば、この穴部
品を円柱の上面に関係付けする場合、設計者に対して過
去に適用した部品と異なる旨のメッセージを提示するな
ど、設計者の意図も含めた再利用設計が可能になる。
計履歴データを参照し、形状データと設計履歴データの
組み合わせを変更したり、設計履歴データの関係形状タ
イプや関係属性を編集することによって、設計履歴デー
タ自身を編集することも可能である。
し実績等による組合せの制約などを関係属性として定義
しているので、他の形状との組合せに際しその適否を直
にチエックすることができるので、設計ミスや試行錯誤
を低減して類似設計作業の効率を向上できる。また、設
計不良による製造部門等からの後戻り作業を低減でき、
生産工程の円滑な進行を実現できる。
図。
その形状データを示す説明図。
面に関連付ける一穴形状の関係属性を示す説明図。
ロー図。
ー図。
ロー図。
置、4…形状データ領域、5…設計履歴データ領域、6
…形状定義編集処理部、7…設計履歴登録処理部、8…
設計操作判定処理部、9…入力処理部、10…出力処理
部。
Claims (6)
- 【請求項1】 過去に設計した面や穴など、操作の単位
となる形状部品毎に形状データを記憶し、それらの形状
部品を利用して任意の3次元形状を設計する設計支援方
法において、 前記形状データに対応して、当該形状部品に対し組合せ
可能な形状タイプおよび/またはその組合せを制約する
関係属性からなる設計履歴データを記憶し、 前記形状データを定義された設計対象の3次元形状に対
し、その任意の形状または形状部品に関係付けて前記設
計履歴データを持つ形状部品を組合せる操作に際し、当
該設計履歴データを参照して組合せの適否を判定するこ
とを特徴とする設計支援方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記適否の判定は、前記形状タイプと関係付け先の形状
タイプの比較、または前記関係属性の幾何学的な制約に
当該組合せが適合するか否かのチエックによることを特
徴とする設計支援方法。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記判定が適の場合に、関係付け先の形状部品に対応し
てその組合せにかかる設計履歴データを動的に蓄積する
ことを特徴とする設計支援方法。 - 【請求項4】 設計者とのインターフェースとなる入力
装置及び出力装置と、入力装置からの入力に応じ形状を
操作して定義する形状定義手段と、過去に設計した面や
穴など、操作の単位となる形状部品毎に形状データを参
照可能に蓄積する形状データを蓄積する記憶装置を備え
る設計支援装置において、 前記形状部品と組合せの可能な形状タイプとその組合せ
を制約する関係属性からなる設計履歴データを、前記形
状データに対応して前記記憶装置に蓄積するとともに、 設計対象の形状に任意に関係付けて前記設計履歴データ
を持つ形状部品を組み合わせる場合に、当該設計履歴デ
ータを参照して組合せの適否を判定する設計操作判定手
段を設けたことを特徴とする設計支援装置。 - 【請求項5】 請求項4において、 前記設計操作判定手段は、判定が否の場合に前記出力装
置へ当該設計履歴データの提示を行なうことを特徴とす
る設計支援装置。 - 【請求項6】 請求項4または5において、 前記入力装置から指示された形状部品と入力データによ
り、及び、前記判定が適の場合の関係付け先の形状に対
しその組合せ条件により、前記設計履歴データを動的に
登録する設計履歴登録手段を備えることを特徴とする設
計支援装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33385097A JP3593447B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 設計支援方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33385097A JP3593447B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 設計支援方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11167587A true JPH11167587A (ja) | 1999-06-22 |
JP3593447B2 JP3593447B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=18270649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33385097A Expired - Lifetime JP3593447B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 設計支援方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3593447B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103309283A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 南京航空航天大学 | 面向零件三维模型更改的加工程序自适应生成方法 |
JP2013206169A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Nec Corp | 設計検証支援装置、設計検証支援方法、および設計検証支援プログラム |
US8577920B2 (en) | 2007-03-07 | 2013-11-05 | Fujitsu Limited | Method and recording medium |
JP2019091445A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | ダッソー システムズ ソリッドワークス コーポレイション | 頻繁に使用するパーツ用の自動アセンブリメイト作成 |
WO2019224983A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 三菱電機株式会社 | 設計支援装置および設計支援方法 |
-
1997
- 1997-12-04 JP JP33385097A patent/JP3593447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
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JPWO2019224983A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2020-12-17 | 三菱電機株式会社 | 設計支援装置および設計支援方法 |
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---|---|
JP3593447B2 (ja) | 2004-11-24 |
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