WO2019022221A1 - コンピュータを用いて設計した家具のパーツ部材を加工機械を用いて製造するためのシステム、方法、及びそのためのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】寸法変更可能に設計した家具のパーツ部材を汎用の加工機械を用いて商業的に加工製造できるようにする。 【解決手段】 家具のパーツ部材をコンピュータを用いて寸法変更可能な直方体空間として設計し、パーツ部材の面に施す複数の種類の機械加工の形状と寸法を加工マスターに登録し、加工マスターに登録された各機械加工はその機械加工を加工対象である板材に施すための工具のツールパスを加工機械側のＣＡＭで作成しておき、パーツ部材の直方体の面には加工マスターから選んだ機械加工を登録する。加工機械は、寸法が変更されたパーツ部材の直方体空間のデータを受け取って、予め作成されているツールパスに従って工具を寸法変更後の機械加工の位置に適用して機械加工を施す。

Description

コンピュータを用いて設計した家具のパーツ部材を加工機械を用いて製造するためのシステム、方法、及びそのためのプログラム 発明の属する技術分野

本発明は、機械加工が施された家具のパーツ部材をコンピュータを用いて寸法変更可能に設計し、寸法が変更されたパーツ部材を加工機械によって製造するための方法、システム、及びそのためのプログラムに関する。

従来の技術

一般に、収納用家具（書籍棚、キャビネット等）は、穴開け、溝掘り等の機械加工が施された板材からなるパーツ部材を複数組み合わせて作製される。現在では、家具及び家具を構成するパーツ部材は、手書き図面によらずにＣＡＤを用いてコンピュータ画面上で設計される場合が多い。

コンピュータを用いて設計した家具のパーツ部材をＮＣ工作機械等の加工機械によって製造するためにＣＡＤ／ＣＡＭが用いられている。ＣＡＤ／ＣＡＭでは、ＣＡＤで形状として加工が描かれたパーツ部材をＣＡＭで読み込んで、加工機械の工具を制御するために必要なツールパスを作成する。ＣＡＭが作成したツールパスは加工機械が読み取り可能なコード（例：Ｇコード）で出力される。加工機械はツールパスに従って工具の軌道を制御することによって、加工対象である板材に対して機械加工を施してパーツ部材を製造する。

ＣＡＤを用いて家具のパーツ部材を設計した場合、設計したパーツ部材の寸法は後から顧客のカスタマイズの要望に応じて画面上で変更することが可能である。その場合、ＣＡＭはＣＡＤで変更した寸法のパーツ部材の設計データを読み込んで、寸法が変更されたパーツ部材を製造するためのツールパスを作成する。

ＣＡＤ／ＣＡＭを用いる場合、ＮＣ工作機械はＣＡＭで作成されたツールパスに従って自らが備える工具の軌道を制御する必要があるが、ＮＣ工作機械には多くの種類又は型が存在し、その制御システムはそれぞれ異なり、また、ＮＣ工作機械の備える工具は機械ごとに異なる。そのため、ＮＣ機械ごとのＣＡＭが必要になり、その結果、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いたシステムは実際には専用の加工機械に依存したクローズドシステムにならざるを得ない。図１は、家具の構成部材をＣＡＤで設計し、ＣＡＭでツールパスを作成して、加工機械で製造する従来技術のシステムを示す。

また、ＣＡＤを用いて設計したパーツ部材の寸法を変更すると、変更後の寸法に従ってＣＡＭでツールパスを作成して加工機械を制御しなければならないが、その設定・制御には専用機に熟練した専門家の知識経験が必要である。これらの理由で、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いてオーダーメード家具を商業的に設計製造することは、特に中小規模の製造業者にとっては極めて困難であった。　

他方、家具、とりわけ書籍棚、キャビネット等の木工家具では、パーツ部材の機械加工はほとんどの場合、直方体形状の板材に対して、穴開け、溝掘り、切欠き等の典型的な機械加工を施すことで行われている。これらの機械加工は基本的に工具を加工機械の加工テーブルに対して垂直又は平行（XYZ軸方向）に制御して板材に適用するものなので、加工機械の設定・制御は比較的簡単であり、いかなる３軸以上の加工機械を用いても十分に対応可能である。また、木工家具の分野において、中小規模の家具製造業者によるオーダーメード家具の製造のニーズは高い。

以上のような状況下で、家具のパーツ部材をコンピュータの画面上で寸法変更可能に設計し、寸法変更後のパーツ部材に対して、一般の汎用ＮＣ工作機械を用いて機械加工を施すことによって製造することを可能にする、新たなオープンシステム及び方法が求められていた。

上記課題を解決するために本発明の発明者等は鋭意検討した結果、以前発明者等が開発した、家具のパーツ部材を１）直方体と２）直方体の各６面の所定位置に機械加工が登録されたものとして捉えて寸法変更可能に設計するシステムを応用して、異なった形状・サイズの穴、溝、切欠き等からなる複数の種類の機械加工を設計システムのメモリにマスター登録しておいて、そのマスター登録された機械加工の中から特定の機械加工を選択してパーツ部材の直方体の面の所定位置に登録し、その登録した形状・サイズの機械加工を加工対象である板材の面に施すことに想到した。上記想到に基づいて、本発明の発明者等は以下の発明に至った。

コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて製造するためのシステムであって、
 
所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各６面に識別番号を付与する手段と、
 
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各６面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をＸ軸、Ｙ軸とするローカル二次元座標を設定する手段と、
 
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズとその機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターと、
 
前記パーツ部材の各６面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各６面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定する手段と、
 
前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録する手段と、
 
顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更する手段と、
 
前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械のＣＡＭに送信する手段と、を備えており、
 
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のＣＡＭで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、　
 
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するためのシステム。
 

コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて製造するための方法であって、
 
所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各６面に識別番号を付与し、
 
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各６面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をＸ軸、Ｙ軸とするローカル二次元座標を設定し、
 
前記パーツ部材の各６面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各６面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定し、
 
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズとその機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターの中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録し、
 
顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更し、
 
前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のＣＡＭに送信し、
 
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のＣＡＭで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、　
 
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するための方法。

好ましくは、前記加工マスターに登録されている複数種類の機械加工は、特定の径の穴加工、及び特定の幅と長さの溝掘り加工、及び特定の縦長と横長の切欠き加工を含む。

好ましくは、前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から二以上の機械加工を選択して、それぞれを前記直方体空間の一つの面の前記ローカル二次元座標によって指定される異なった位置に入力する。

好ましくは、前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は丸穴加工を含み、前記一つの面に丸穴加工を登録する位置は、前記丸穴の円の中心を基準点にして定められる。

好ましくは、前記パーツ部材の一つ面に施す機械加工の位置を決める所定のルールは、前記一つの面の長方形の縦横２辺の長さに基づく関数として設定される。顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更すると、それによって前記直方体空間の前記一つの面の長方形の縦横２辺の長さが変更され、その変更された面の長方形の縦横２辺の長さに基づいて寸法変更後の前記機械加工のローカル二次元座標位置が決定される。

本発明のシステム／方法において、加工マスターには穴、溝、切欠き等の機械加工の形状とサイズを特定するのに必要な情報が登録される。機械加工を施すのに用いる工具、その他当該機械加工を施すために用いる方法は、加工マスターの登録情報には含まれず、加工機械側で自由に決めることができる。但し、本発明の設計シシテムと製造業者との間で、特定の機械加工を施すために用いる工具等を取り決めておくことは妨げない。その場合には、そのような特定の機械加工に用いる工具の指定は、加工マスターとは別に、加工マスターに登録された機械加工とリンクして、特定の家具製造業者との間の取り決めとして登録しておくことができる。

本発明のシステム／方法において、加工マスターに登録された機械加工（穴、溝、切欠き等の形状とサイズで特定される）を施すためのツールパスは、加工機械側で予めＣＡＭを用いて自らが備える工具に合わせて作成しておくことができる。それ故、加工機械はパーツ部材の設計情報を受け取って、改めてツールパスをＣＡＭを用いて最初から作成する必要がないので、短納期でパーツ部材を製造することができる。

本発明において、パーツ部材の寸法を変更すると、パーツ部材の直方体の面に登録された機械加工のＸＹ座標位置はそれに応じて所定のルールに従って変更される。変更後の直方体と同じ寸法を有する板材を加工機械の加工テーブル上に載置し、前記パーツ部材の直方体のローカル二次元座標位置を加工機械の機械原点（＝板材の頂点）と一致させれば、前記パーツ部材の直方体の面上の機械加工の二次元座標位置を前記板材の面上の二次元座標位置として変換することができる。その結果、家具のパーツ部材の寸法を顧客の要望に従って変更しても、寸法が変更されたパーツ部材を、予め作成されているツールパスを用いて製造することが可能になる。

本発明の方法／システムでは、加工マスターに登録される機械加工は、穴開け、溝掘り、切欠き等の典型的な機械加工の形状・寸法の他に、楕円、曲線、波線等の非典型的又は複雑な形状の機械加工を含めることができる。その場合、加工機械は自らが備える工具を用いて、そのような非典型的又は複雑な形状の機械加工を施すためのツールパスをＣＡＭプログラミングで作成し、そのような機械加工が選択された場合に適用することが可能である。

本発明の方法／システムに使用することができる加工機械は、直方体と直方体の面のＸＹ座標位置とその位置に適用される加工マスターに登録された機械加工からなるデータに基づいて、工具を制御して板材に機械加工を付与することが可能である限り、特定の種類又は型のものに限定されない。本発明の方法／システムから受け取ったデータに基づいて工具を制御するツールパスを作成できることが確認されている限り、汎用機・専用機を問わず、如何なる種類又は型の加工機械でも用いることができる。

本発明の方法／システムによれば、加工マスターには、処理能力が異なる複数の加工機械が施すことができる機械加工を登録することができるので、設計したパーツ部材の製造を発注する先の家具製造業者／加工機械を、発注先の家具製造業者の有する加工機械の処理能力に応じて振り分けることが可能になる。

図１は、従来技術を用いて家具の構成部材を設計し、加工機械で製造するシステムを示す。 図２（Ａ）は、本発明のシステムを用いて家具のパーツ部材を設計し、加工機械で製造する場合の概念図を示す。図２（Ｂ）は、本発明のシステムをクラウド上で利用する場合の概念図を示す。 図３は、本発明の一実施態様である家具の設計システムの内部構成を示す。 図４は、本発明の一実施態様である家具の設計システムの内部構成を示す。 図５（Ａ）は、本発明の一実施態様である家具の設計システムのユニット設計システムの画面構成を示す。図５（Ｂ）は、本発明の一実施態様である家具の設計システムのユニット組立システムの画面構成を示す。 図６は、本発明のシステムを用いて設計された書籍棚を示す。 図７（Ａ）は、図６の書籍棚のキャビネット１００を示す。図７（Ｂ）は、図６（Ａ）のキャビネット１００の天板１０４の１０４Ｃ面に設けられたダボ穴の位置を示す。図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の天板１０４Ｃ面に設けられたダボ穴が１０２Ｄ面に転写されて設けられるダボ穴の位置を１０２Ｄ面のＸＹ座標で表した図を示す。 図８は、図７（Ａ）のキャビネットのパーツ部材の相互間に付与されたパーツ部材面関連付けの例を示す。 図９は、図７（Ａ）のキャビネット１００のユニット空間の６面とパーツ部材の面との間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを示す。 図１０（Ａ）は図６の棚板１０６の位置を基準にして左側板１０２にダボ穴加工を付与する例を示す。図１０（Ｂ）は、図７（Ａ）の左側板１０２Ｄ面にダボ穴を付与するために棚板１０６Ｃ面のＸＹ座標を用いて仮想的に設定される基準位置を示す。図１０（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示す棚板１０６Ｃ面のＸＹ座標を用いて仮想的に設定される基準位置に基づいて１０２Ｄ面に設けられるダボ穴の位置を１０２Ｄ面のＸＹ座標で表した図を示す。 図１１は、図６の書籍棚の奥行寸法を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１２は、図６の書籍棚の高さ寸法を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１３は、図６の書籍棚の可動棚の位置を変更したことに伴うダボ穴の位置の変更を示す。 図１４は、本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された図６の書籍棚の高さを１０ｍｍ下げた場合の構成明細（ＢＯＭ）データの例を示す。 図１５（Ａ）は本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された図６の書籍棚のキャビネットのパーツ部材の面に施す加工明細の例を示す。図１５（Ｂ）は本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された図６の書籍棚の高さ１０ｍｍ低くした場合の加工明細を示す。図１５（Ｃ）は本発明の一実施態様のシステムを用いて設計された図６の書籍棚の可動棚板の高さ位置を１０ｍｍ下げた場合の加工明細を示す。 図１６は、本発明の一実施態様のシステムを用いて家具を設計し、製造するフローを示す。 図１７は、本発明の一実施態様のシステムで設計された家具の部材に付与することが可能な機械加工の例を示す。 図１８は、本発明の一実施態様における加工機械の例を示す。 図１９は、本発明の一実施態様における機械加工の加工マスターの例を示す。 図２０は、本発明の一実施態様における機械加工の加工マスターの例を示す。 図２１は、本発明の一実施態様における機械加工の加工マスターの例を示す。

発明の実施の形態

以下図面を用いながら本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態を説明するために用いる各用語の意味について詳細に説明する。

＜ＣＡＤ＞
本出願においてＣＡＤとは、Computer aided designの略語であり、広くコンピュータによる設計支援ツールをいう。

＜ＣＡＭ＞
本出願においてＣＡＭとは、Computer aided manufacturingの略語であり、広く製品の製造を行うために、ＣＡＤで作成された形状データを入力データとして、加工用のNCプログラム作成などの生産準備全般をコンピュータ上で行うためのシステムをいう。

＜ＣＡＤ／ＣＡＭ＞
本出願においてＣＡＤ／ＣＡＭとは、ＣＡＤとＣＡＭの両方の機能をあわせ持つシステムであり、設計からNCデータの作成までをすべて同じシステム内で行うものをいう。

＜ツールパス＞
本出願においてツールパスとは、加工機械が自らが備える工具を制御して加工対象に切削等の機械加工を施すために作成される工具の軌道又は経路をいう。

＜機械原点＞
本発明の一つの実施形態において機械原点とは、加工機械がツールパスに従って工具を制御するにあたって基準とするＸＹＺ座標原点をいう。加工機械は機械原点を常に同じ位置に定めることもできるし、個々の加工対象との関係で異なった位置を機械原点として設定することもできる。

＜家具＞
本発明の実施形態において「家具」とは、収納棚、キッチン棚、ユニットバス等の住宅設備を広く含む。家具を構成する部材は主に木製であるが、特定の材料に限られず、プラスチック、金属、石材、大理石、或いはガラス製であってもよい。

＜ユニット設計システム＞
本発明の一つの実施形態において「ユニット設計システム」とは本発明のシステムの一部をなすツールをいう。ユニット設計システムは、家具のパーツ部材のパーツ部材を作成し、パーツ部材の各6面の長方形のＸＹ座標で指定された位置に加工マスターに登録された機械加工の中から特定の機械加工を選択して直方体の面に登録し、さらに機械加工が登録された一つ又は複数のパーツ部材からユニットを作成する。

＜ユニット組立システム＞
本発明の一つの実施形態において「ユニット組立システム」とは、ユニット設計システムで作成されたユニットを組み合わせて家具製品を作成するためのツールをいう。ユニット組立システムは画面上でユニット空間の位置を移動させ、ユニット空間の寸法を変更することによって、顧客の希望する寸法と形状の家具を設計し、設計した家具製品に品番を付与し、かつ家具製品の各構成部材の構成明細と加工明細のデータを出力する。

＜パーツ部材＞
本発明の一つの実施形態において「パーツ部材」とは、板材等の家具を構成する基本的部材をいう。本発明の実施形態では、パーツ部材の輪郭は全て直方体形状とし、直方体形状の輪郭に対して、穴開け、溝掘り、切欠き等の機械加工が施されて実際の形状を形作るものとして理解される。本発明の実施形態においては、パーツ部材はＰＣ画面上で直方体空間として設計される。パーツ部材の直方体の縦横厚さの寸法は、ＰＣ画面上に設定されたＸＹＺ座標（ローカル座標）の原点からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の長さとして設定される。パーツ部材の各寸法は、それぞれ可変値又は固定値として設定される。通常は、板材の厚みは一定とされるので、縦と横方向の値を可変とし、厚さ方向の値を固定として設定する。直方体の各６面のＸＹ座標で指定される位置には、加工マスター（後述）の中から選択した機械加工が登録される。

＜識別番号＞
本発明の一つの実施形態において「識別番号」とは、パーツ部材の各６面に付与される各面を識別するための番号又は符号（identifier）をいう

＜付属部品＞
本発明の実施形態において「付属部品」とは、ダボ、ビス等、家具のパーツ部材の付属物として用いられる部品をいう。ダボ、ビス等の付属部品は、そのサイズが規格によって決まっており、パーツ部材の寸法に合わせて選択又は変更する必要がないので、通常は付属部品について直方体空間を設定することはせずに、決まった規格のダボ、ビス等をメモリにマスター登録して、パーツ部材の面の指定された位置に適用する。パーツ部材の面に適用される付属部品は、パーツ部材のデータと共に構成明細（ＢＯＭ）で出力される。

＜パーツ金具部品＞
本発明の実施形態において、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は、家具のパーツ部材に取り付けられて用いられるパーツ金具部品であるが、これらはパーツ部材と同様に取扱い、その最小の三次元外接直方体空間を輪郭として設定する。ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は非直方体形状であるが、部材の輪郭自体は直方体とし、直方体の6面に対して切削、切欠き、穴開け等の加工を施すことによって、実際の形状が構成されるものとして設定する。

ヒンジ金具、扉の取手、引出しのレール等はパーツ部材の寸法に合わせて数、サイズを選択又は変更する必要があるので、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等についてはそれらの外接直方体空間を設定し、ＰＣ画面上でＸＹＺ軸方向の寸法を変更することで直方体の縦横厚さを変更できるようにする。

図１９（Ａ）を参照して、ヒンジ金具のパーツ金具部品の直方体空間の一つの面には、複数の径の異なる穴が登録されており、その穴が扉の一方の面に転写される。その結果、ヒンジ金具の直方体空間の面に登録された複数の径の異なる穴が、１セットとして扉の側面に登録される。加工マスターには、複数の径の異なる穴を１セットとして登録することもできるし、一つ一つの穴ごとに登録してもよい。加工機械が、複数の径の異なる穴を一度に開けることができる工具を備えている場合には、加工マスターには、複数の径の異なる穴を１セットとして登録するのが便宜である。加工機械がそのような工具を備えていない場合には、径の異なる個々の穴をそれぞれ加工マスターに登録し、パーツ部材の直方体の面に当該径の異なる複数の穴をそれぞれの位置に登録する。溝掘り、切欠き等他の機械加工についても、同様に複数の径の異なる穴を１セットとして加工マスターに登録することが可能である。

＜素材＞
本発明の実施例において、パーツ部材は単一材料からなる無垢材である場合と、芯材と、芯材に貼り付けられた表面材、木口材からなる複合材である場合がある。パーツ部材が複合材である場合に、パーツ部材を構成する芯材、表面材、木口材を総称して「素材」という。「素材空間」とは、素材の外接直方体空間をいう。「表面材空間」とは表面材の外接直方体空間をいう。「木口材空間」とは木口材の外接直方体空間をいう。「芯材空間」とは、芯材の外接直方体空間をいう。本発明の家具のパーツ部材を設計するシステム／方法は、素材、及び素材空間についても同様に適用することができる。

＜ユニット＞
本発明の一つの実施形態において「ユニット」とは、製品の構成単位となる立体をいう。複数のパーツ部材を組み合わせて一つのユニットとして設定することも可能であるし、一つのパーツ部材を単独でユニットとして設定することも可能である。本発明の実施形態において、複数のパーツ部材を組み合わせた製品において、何をパーツ部材、ユニット、又はユニットとユニットの組み合わせとするかは、他の立体の一部として固定するか、独立に配置可能な立体とするか等は、設計者が必要に応じて設定することができる。

図６の書籍棚の例では、キャビネット１００は、左右側板、地板、天板、背板の５枚の板材のそれぞれのパーツ部材から構成される箱体を一つのユニットとし、棚板１０６のパーツ部材を一つのパーツ部材からなる別の一つのユニットとして設定されている。棚板１０６を他の側板、天板、地板、背板等と同じくキャビネット１００を構成するパーツ部材の一つとして設定することも可能である。棚板１０６をキャビネット１００の内部にダボを用いて出し入れ可能に収容する場合には、棚板１０６を一つのパーツ部材からなる単独のユニットとして設定することが設計上有利であり、望ましい。

＜ユニット空間＞
本発明の一つの実施形態において「ユニット空間」とは、一つのユニットに外接する仮想三次元直方体空間をいう。本発明のシステムの画面上で複数のパーツ部材が組み合わされて一つのユニットを構成する場合には、当該ユニットを外接収容する空間を当該ユニットの「ユニット空間」とする。ユニットに外接する仮想三次元直方体空間をユニット空間として設定することによって、当該ユニットに属するパーツ部材の位置を当該ユニット空間との相対的位置関係において容易に算出及び／又は設定することが可能になる。ユニット空間は通常はユニットに外接する三次元直方体空間をそのままユニット空間として設定する。しかし、必要に応じて、ユニットに外接する三次元直方体空間を縮小又は拡大した直方体空間をユニット空間として設定することも可能である。

本発明の一つの実施形態において、パーツ部材の寸法の変更はパーツ部材が構成するユニットのユニット空間の寸法を変更することによって行う。ユニット空間の寸法を変更すると、ユニット空間の６面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされた一つ又は複数のパーツ部材の寸法を変更することができる。さらに、一つのユニット空間の６面と他の一つのユニット空間の６面とをユニット空間面関連付けすることによって、前記一つのユニット空間の寸法を変更することによって、前記他の一つのユニット空間の寸法を変更することができる。それによって、それぞれのユニット空間を構成するユニット、及びユニットを構成するパーツ部材の寸法を連動して変更することができる。

ユニットが複数のパーツ部材からなるときは、ユニットを構成する各パーツ部材の位置は、ユニット空間の各６面と平行に対応するパーツ部材の面との間の距離によって、ユニット空間を基準として設定することができる。一旦パーツ部材の位置がユニット空間を基準にして位置が規定された後は、ユニット空間の寸法・位置を変更することで、パーツ部材の寸法・位置を連動して変更することができる。

＜スケルトンユニット、インフィルユニット＞
本発明の一つの実施形態において「スケルトンユニット」とは、その内部に他のユニット（インフィルユニット）の全部又は一部を収容可能な空間を有するユニットをいう。本発明の実施形態において「インフィルユニット」とは、他のユニット（スケルトンユニット）の内部の空間（セル空間）にその全部又は一部が収容されるユニットをいう。図５に示す書籍棚では、天板、両側板、地板、背板の組み合わせで構成されたキャビネットがスケルトンユニットであり、キャビネットの内部に収容された棚板がインフィルユニットに相当する。スケルトンユニットとインフィルユニットは互いに別ユニットなので、一方に対する寸法変更に連動して他方の寸法が変更されることはないが、セル空間（後述）を介してユニット相互に面関連付けをすることで、一方に対する寸法変更に他方を連動させることができる。

＜セル空間＞
本発明の一つの実施形態において「セル空間」とは、スケルトンユニットの内部にインフィルユニットの全部または一部を内接収容することが可能な空間をいう。スケルトンユニットのパーツ部材によって囲まれた内部空間に「セル空間」を設定することで、インフィルユニットのユニット空間をセル空間に内接収容させることが可能になる。セル空間に内接収容されたインフィルユニットの位置は、セル空間の各６面と平行に対応するインフィルユニットのユニット空間の各６面との間の距離によってセル空間を基準として設定することができる。

＜パーツ部材面関連付け＞
本発明の一つの実施形態において「パーツ部材面関連付け」とは、パーツ部材の一つの面と、その面と平行に対応する他のパーツ部材の一つの面との間の距離を固定することによって面関連付けることをいう。パーツ部材面関連付けされた二つの面の間の距離がゼロなら、両面は互いに同一平面上にある。複数のパーツ部材が一つのユニットを構成する場合、当該ユニットを構成するパーツ部材の互いに平行に対応する面同士にパーツ部材面関連付を付与することによって、一つのパーツ部材の寸法を変更した場合に、他のパーツ部材の寸法を連動して変更することが可能になる。図８は、図７（Ａ）のキャビネットを構成する左右側板、天板、地板、背板の相互間に付与されたパーツ部材面関連付けを示す。

＜ユニット空間・パーツ部材面関連付け＞
本発明の一つの実施形態において「ユニット空間・パーツ部材面関連付け」とは、ユニットを構成するパーツ部材の一つの面と、当該ユニットのユニット空間の平行に対応する一つの面との間の距離を固定することによって面関連付けすることをいう。ユニット空間の面を当該ユニットを構成するパーツ部材の面とユニット空間・パーツ部材面関連付けすることによって、ユニット空間の寸法変更の入力があった場合に、ユニット空間・パーツ部材面関連付けの設定に従ってパーツ部材の寸法をそれに連動させて変更することが可能になる。図９は、図７（Ａ）のキャビネットのユニット空間の6面とキャビネットのパーツ部材の面との間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを示す。

＜機械加工＞
本発明の一つの実施形態において「機械加工」とは、穴開け、溝掘り、切欠き等、加工対象である板材に対して工具を用いて切削等を施してする加工をいう。本発明の実施例では、パーツ部材は全て直方体形状の輪郭を有し、その直方体に対して機械加工が施されて実際の形状が構成されるものとして把握される。本発明の実施例の設計システムでは，メモリに登録した複数の種類の機械加工のマスターデータの中から特定の機械加工を選択してパーツ部材の直方体の面のＸＹ座標で指定された位置に選択した機械加工を登録する。

本発明のシステム／方法において、機械加工は板材の面に施される特定の形状・サイズの穴開け、溝掘り、切欠き等として直方体空間の面に登録される。その登録された機械加工を実際にどうやって板材に施すかは、加工機械が備える工具の種類等に応じて加工機械側に委ねられる。図１７に示す例では、板材に対する穴Ａ、Ｆ、切欠きＤを形成する機械加工についてはＡ工場とＢ工場は共に同じ加工機械（ＮＣ機ドリル、コーナーカッター）で可能であるが、Ｅの溝加工は、Ａ工場はテノーナーを備えているので、それで形成可能であるが、Ｂ工場はテノーナーを備えていないので、ＮＣ機ドリルを使用して形成する。

＜加工マスター＞
本発明の一つの実施形態において「加工マスター」とは、穴開け、溝掘り、切欠き等の加工対象である板材に対して施す複数の種類の機械加工が登録されたマスターデータをいう。加工マスターは、本発明の設計システムのコンピュータのメモリに記憶されている。加工マスターには、加工対象である板材に施す穴、溝、切欠き等、機械加工の形状とサイズを特定するために必要な情報が登録される。さらに、当該機械加工の位置を面の指定された二次元座標位置との関係で特定するための基準点の情報も含まれる。

特定の形状及びサイズの機械加工をどういう方法で施すかは加工機械側に委ねられるので、加工マスターに登録される情報には入らない。但し、特定の家具製造業者／加工機械との予めの合意によって、加工マスターに特定の機械加工を施すために用いる工具、及び／又はその他の方法を加工マスターの登録情報に含めておくことは可能である。その場合には、その工具又はその他の方法は、その特定の家具製造業者／加工機械との関係で、設計データに含めて用いることができる。

図１９は、穴開け加工の実施例を示す。図１９（Ａ）を参照して、キャビネットの扉と側板を接続するのに用いるヒンジ金具を扉に取り付けるために、＃７：径３５ｍｍのカップ穴とカップ穴の両脇に＃８：径２．５ｍｍのヒンジ打ち込み穴が二つ設けられる。加工機械が、径３５ｍｍのカップ穴とカップ穴の両脇に＃８：径２．５ｍｍのヒンジ打ち込み穴二つをまとめて施すことができる工具を有する場合には、＃９：ヒンジ加工穴（カップ穴とヒンジ打ち込み穴の組み合わせ）が扉の端部2カ所に設けられる。

図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の穴開け加工＃７、＃８、＃９の加工マスターを示す。図２０（Ｃ）は、扉に設ける穴開け加工＃７、＃８、＃９のＸＹ座標位置を示す。図１９（Ｂ）の加工マスターでは、加工機械が＃７、＃８、＃９の穴開け加工を施すことができる工具を備えることが前提とされている。しかし、本発明のシステムが用いる加工機械が径３５ｍｍのカップ穴とカップ穴の両脇に＃８径２．５ｍｍのヒンジ打ち込み穴二つをまとめて施すことができる工具を有していない場合には、＃９は加工マスターに登録されない。

図２０は、溝掘り加工の実施例を示す。図２０（Ａ）を参照して、引出し前板の角に＃１０：ライン取っ手用溝　幅８１３ｍｍ、奥行１５ｍｍ、高さ１５ｍｍが設けられる。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）のライン取っ手用溝の加工マスターを示す。図２１（Ｃ）は、＃１０：ライン取っ手用溝のＸＹ座標位置を示す。図２０（Ｂ）の加工マスターでは、加工機械が＃１０のライン取っ手用溝掘り加工を施すことができる工具を備えることが前提とされている。穴開け加工の場合と同様に、加工機械が複数の溝、又は溝と穴開けの組み合わせ、又は溝と切欠きの組み合わせをまとめて施すことができる工具を備えている場合には、加工マスターにはそのような複数の機械加工をまとめて一つの機械加工として登録することができる。

図２１は、切欠き加工の実施例を示す。図２１（Ａ）を参照して、側板の角に＃１１：切欠き　幅７０ｍｍ、奥行４９ｍｍの貫通孔を設ける。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の＃１１：切欠きの加工マスターを示す。図２１（Ｃ）は＃１１：切欠きのＸＹ座標位置を示す。図２１（Ｂ）の加工マスターでは、加工機械が＃１１の切欠きを施すことができる工具を備えることが前提とされている。穴開け加工の場合と同様に、加工機械が複数の切欠き、又は切欠きと穴開けの組み合わせ、又は切欠きと溝掘りの組み合わせをまとめて施すことができる工具を備えている場合には、加工マスターにはそのような複数の機械加工をまとめて一つの機械加工として登録することができる。

本発明の加工マスターの一つの作成方法は、本発明の家具設計製造システムと提携している特定の家具製造工場が備える加工機械で施工可能な種類の機械加工を全てマスター登録することである。本発明の加工マスターの他の作成方法は、本発明の家具設計製造システムと提携している複数の家具製造工場から自らが備える加工機械で施工可能な機械加工として申請された機械加工を全て登録することである。この場合には、加工マスターに登録されている機械加工と、それを施すことが可能な家具製造工場／加工機械をリンクしておくと、家具製造工場の加工機械の処理能力に応じて発注先を振り分けることができる。

＜機械加工位置＞
本発明の一つの実施形態において「機械加工位置」とは、本発明のシステムを用いて選択した機械加工を入力するパーツ部材の直方体の面上の位置をいう。加工位置は加工が付与される面の長方形のＸＹ座標を用いて示される。

図１７を参照して、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆは、板材１の面１０の長方形の左下頂点を原点とするＸＹ座標において、各穴の中心位置が機械加工位置となる。Ｅの溝は、面１０において、溝の横長の長方形を囲むａ、ｂ、ｃ，ｄの４点が機械加工位置として指定される。Ｄの切欠きは、同じく面１０において、加工対象の板材の切欠かれた頂点の前面の長方形を囲むｐ，ｑ、ｒ、ｓの４点が機械加工位置として指定される。これらの機械加工位置情報は、後述する機械加工の特定基準位置と共に、加工機械が加工対象に穴、溝、切欠き等の加工を施す位置を決定するために最低限必要な情報である。

ユニットメーカーでパーツ部材の直方体の面の所定位置に機械加工を登録するときは、まず、加工マスターの中から特定の機械加工を選択し、ついでその選択した加工を所定の位置に登録する。或いは、面上の所定の位置を指定して、次いで、その指定された位置に、加工マスターの中から選択した機械加工を登録することも可能である。

＜基準点＞
本発明の一つの実施形態において「基準点」とは、機械加工をパーツ部材の面の指定された二次元座標位置に登録するにあたって、形状とサイズを有する機械加工の位置を面の指定された二次元座標位置との関係で特定するための点をいう。

例えば、一定の径の丸穴加工の場合は、丸穴の中心点が当該丸穴加工の基準点となる。丸穴よりも複雑な形状の機械加工では、原則として当該機械加工の形状の中心とみなされる位置が基準点となる。具体的にどこが形状の中心になるかは、当該機械加工を加工マスターに登録するにあたって決めておくことができる。例えば、図１９（Ａ）の＃９ヒンジ加工穴では、＃７カップ穴の中心を＃９ヒンジ加工穴の基準点として設定することができる。一定の形状と寸法を有する機械加工の位置を当該機械加工の基準点に基づいて定めることによって、パーツ部材の面で指定されたＸＹ座標位置に機械加工を登録することが可能になる。

＜加工機械＞
本発明の一つの実施形態において「加工機械」とは、ＮＣ工作機械等、ダボ打ち機、テノーナー、カットソー等、家具の製造業者が家具の構成部材に機械加工を施すために用いる装置をいう。図１８は、本発明の実施例に用いる加工機械を用いて図１７に示す板材に機械加工を施すための工具の設定を示す。

＜構成明細（ＢＯＭ）＞
本発明の一つの実施形態において、構成明細（Bill of Material) とは、本発明のシステムで設計されたパーツ部材の寸法データを含む。

＜加工明細（ＮＣ）＞　
本発明の一つの実施形態において、加工明細（ＮＣ）とは、本発明のシステムで設計されたパーツ部材の識別番号を付与された面のＸＹ座標位置に登録された機械加工のデータを含む。

加工明細は、機械加工の対象（板材等）と、加工対象に付与する機械加工の内容に関する情報と、機械加工を付与する位置に関する情報を含む。本発明のシステムから出力されたデータを受信した製造工場は、受信した構成明細と加工明細に基づいて、自らが備える加工機械の処理能力に応じて加工に用いる加工機械の種類、工具、加工方法を選択することができる。

(実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態のシステムは、Windows（登録商標）等のＯＳ上で稼働するアプリケーションソフトウエアとして稼働させることができる。ＯＳと本システムのアプリケーションソフトの間にはOｐenGL（登録商標） 等のアプリケーションプログラミングインターフェースが三次元コンピュータグラフィックインターフェースとしてインストールされるのが好ましい。

図２（Ａ）は、本発明の一つの実施態様である家具の設計・製造システムの全体構成図を示す。図２（Ａ）において、本発明の家具設計・製造システムを用いて家具のパーツ部材を設計するにあたっては、加工マスターに登録された機械加工（穴、溝、切欠き等）の中から特定の機械加工を選択してパーツ部材の識別番号を付与された面の所定の二次元座標位置に登録する。加工機械は、パーツ部材の設計データを受け取って、加工の順序等その他の必要な設定を行った上で、機械加工のために予めＣＡＭによって作成してあるツールパスに従って工具を制御してパーツ部材に機械加工を施す。

図２（Ｂ）は、本発明の一つの実施態様である家具の設計製造システムをクラウドサーバーにアップロードして運営する場合の全体構成図を示す。図２（Ｂ）において、本発明の家具設計システムは、クラウドを介して複数のユーザーにライセンスされている。クラウドユーザーである家具販売代理店は、本発明のシステムを用いて設計した家具の製造を、同じくクラウドユーザーである家具製造工場に発注することができる。クラウドユーザーである家具製造業者は、本発明のシステムを用いて設計した家具の製造を、同じくクラウドユーザーである家具販売代理店から受注することができる。

図３と図４は、本発明の実施態様である家具設計システムの内部構成を示す。図３を参照して、本システム１は、パーツ部材空間作成入力部１１、パーツ部材加工入力部１２、ユニット空間作成入力部１３、ユニット空間変更入力部１４、出力表示部１５、加工マスター登録入力部１６、中央処理装置（ＣＰＵ）１７、メモリ１８、製造発注部１９からなる。

本システム１はサーバーと連結されたＰＣから操作可能である。注文者１０は、メモリ１８に記憶されたデータを読み出してパーツ部材入力部１１、パーツ部材加工入力部１２、ユニット空間作成入力部１３、変更入力部１４を用いて希望する仕様を入力し、その希望仕様はＣＰＵ１１で演算処理されて、それで変更設計された製品が出力表示部１５に表示される。変更された製品は出力表示部１５でＰＣ画面上に３次元画像で出力表示され、注文者１０は表示された製品の仕様を確認することで注文を決定することが出来る。

ＣＰＵ１７は、外接直方体空間算出部１７ａと、パーツ部材面関連付け部１７ｂと、ユニット空間算出部１７ｃと寸法変更算出部１７ｄと、加工情報処理部１７ｅと、加工位置算出部１７ｆを含む。外接直方体空間算出部は、各パーツ部材の仮想３次元外接直方体空間を算出することによってパーツ部材の直方体を算出し、算出された直方体の６面に識別番号を付与する。付与された識別番号に基づいて、一つのパーツ部材の各面と他のパーツ部材の各面とを互いに面関連付ける。さらに、ＣＰＵ１７は、前記算出した直方体の６面において、各面を構成する長方形の一頂点を原点とし、当該頂点から延びる長方形の二辺をＸ軸とＹ軸とするＸＹ座標を設定し、各面上の位置を前記ＸＹ座標によって特定することができる。

寸法変更算出部１７ｄは、ユニット空間変更入力部１４によって入力されたパーツ部材の寸法の変更を受けて、前記外接直方体空間算出部で算出され識別番号を付与されたパーツ部材の面と同じユニットを構成するパーツ部材の面との面関連付けに基づいて、変更入力されたユニット空間と面関連付け（ユニット空間・パーツ部材面関連付け）されたパーツ部材空間の寸法を前記変更入力に連動させて変更する。

加工情報転写部は、パーツ部材加工データ入力手段によってパーツ部材の１つの面に施される加工について加工データの入力があった場合に、前記加工データを転写する。これらの演算によって設計された物品のデータは、品番を付与されてＣＰＵ１０からメモリ１６に送られて記憶される。

メモリ１８は、例えばハードディスク記憶媒体、ＲＡＭ、又はＲＯＭから構成され、加工マスターと、パーツ部材データと、加工位置決定ルール１８ｅと、入力手段で設計され品番で特定された製品を記憶する。メモリ１８はさらに本発明の演算の実行及び出力に必要なプログラムを記憶している。

メモリ１８に記憶された加工マスター１８ｂには、本発明のシステムから家具の製造を発注する家具製造業者が有する加工機械が施すことが可能な機械加工の形状・寸法が登録されている。

図４を参照して、本発明の一つの実施態様は、家具のユニットを設計するためのユニット設計システムと、ユニット設計システムで設計したユニットを組み立てて家具製品を設計し、さらに同一の製品品番を有するパーツ部材のデータに基づいて当該製品を構成する部材の構成明細（ＢＯＭ）と各部材の加工明細（ＮＣ）を出力するユニット組立システムを含む。

図５（Ａ）は、本発明の実施態様であるユニット設計システムのＰＣ画面の例を示す。図５（Ｂ）は、本発明の実施態様であるユニット組立システムのＰＣ画面の例を示す。本発明のシステムのＰＣ画面で家具を設計する場合、部材の稜線は全てＰＣ画面中のＸＹＺ座標軸のいずれかの方向に整列するように設定されているのが好ましい。本発明のシステムでは、部材は全て直方体として把握されるので、直方体の一つの頂点から延びる３辺は、ＰＣ画面中の世界座標ＸＹＺ軸のいずれかの方向に延びるように設定される。

設計者は、ユニット設計システムにアクセスして、家具のパーツ部材の寸法情報と組み合わせ情報を入力する。さらに、加工マスターに登録された機械加工を選択してパーツ部材の各面のＸＹ座標で指定された位置に登録する。

本発明のシステムで家具を設計して製造工場に製造を発注しようとする者は、ユニット組立システムにアクセスして、予めユニット設計システムで作成されてメモリに登録されてあるユニットを呼び出して、ユニットの寸法を調整した上で、ユニットを組み合わせて製品を設計する。設計された製品を構成するパーツ部材の構成明細（ＢＯＭ）と加工明細（ＮＣ）を作成して、製造発注部１９から製造工場６に送る。

製造工場６は本システムで設計された製品のパーツ部材のデータを受け取って、板材をパーツ部材の寸法に従って木取りする。図１８を参照して、その寸法に木取りされた板材を加工機械の加工テーブル上に載置して、板材の頂点と前記加工機械の機械原点とを一致させる。設計されたパーツ部材の面に登録された機械加工の二次元座標位置は、加工テーブル上に載置した板材の対応する一つの面の二次元座標位置として変換算出される。加工機械は、上記板材の面の変換算出された二次元座標位置に工具を適用して、ツールパスに従って工具を制御してパーツ部材を製造する。

家具製造業者がパーツ部材の設計データを受け取って当該パーツ部材を実際に製造するには、加工マスターに登録されている機械加工用に作成してあるツールパス以外に、必要な設定を行う。例えば、家具製造業者が複数台のNC加工機を有している場合に、実際の運用として例えば今日はAの加工機、明日はBの加工機で同じパーツ部材を加工することもあり、そのような調整は家具製造業者の側で行う必要がある。加工機械は、これらの必要な設定がされた上で設計されたパーツ部材を製造する。

実施例（書籍棚の設計と製造）
以下、本発明のシステムを用いて書籍棚を設計し寸法を変更して製造する方法を、図１６のフロー及び関連する図面を参照しながら説明する。

Ｉ　書籍棚の設計
i）ユニットとパーツ部材
＜製品の構成＞
図６の書籍棚は、キャビネット１００（ユニット１）と棚板１０６（ユニット２）からなる。ユニット１のキャビネット１００は、右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５の５つのパーツ部材からなる。ユニット２は棚板１０６の１つのパーツ部材のみからなるユニットである。

ii）ユニット設計システムでユニットを作成する。
＜キャビネットの作成＞
ステップ１）板材を組み立ててキャビネットを作成する。
板材のアイコンをクリックして板材のデータを読み込むと、メモリに記憶された板材が仮の縦横厚さの寸法に従って、その仮の寸法の板材（パーツ部材）が画面上に表示される。表示された板材（パーツ部材）をコピーしてパーツ部材の必要な個数（この実施例では５個）を作成する。次いで、板材（パーツ部材）の初期寸法と、可変／固定の区別、寸法が可変である場合の最大値／最小値の設定（任意）を入力する。初期寸法と可変／固定、最大値最小値の設定（任意）が入力がされた各パーツ部材を画面上でドラッグして移動してＰＣ画面のＸＹＺ軸方向にそれぞれ整列・配置することで、キャビネット１００を組み立てて作成する。

図７（Ａ）を参照して、キャビネット１００は、５つパーツ部材（右側板１０１、左側板１０２、背板１０３、天板１０４、地板１０５）によって構成されている。右側板１０１と左側板１０２の初期寸法は共に高さ７００ｍｍ（可変）、奥行３００ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。天板１０４と地板１０５の初期寸法は共に横長３７０ｍｍ（可変）、奥行２９９．５ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。背板１０３の初期寸法は横長４００ｍｍ（可変）、高さ７００ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）である。

ステップ２）パーツ部材相互間にパーツ部材面関連付けをする。
まず、ＣＰＵは、各パーツ部材の6面に自動的に識別番号（符号）を付与する。それぞれの上面をＡ面、前面をＢ面、左側面をＣ面、右側面をＤ面、下面をＥ面、後面をＦ面とすると、右側板１０１の６面には１０１Ａ，１０１Ｂ、１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ、左側板１０２の６面には１０２Ａ，１０２Ｂ、１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅ，１０２Ｆ、背板１０３の６面には１０３Ａ，１０３Ｂ、１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｅ，１０３Ｆ、天板１０４の６面には１０４Ａ，１０４Ｂ、１０４Ｃ，１０４Ｄ，１０４Ｅ，１０４Ｆ、地板１０５の６面には１０５Ａ，１０５Ｂ、１０５Ｃ，１０５Ｄ，１０５Ｅ，１０５Ｆという識別番号（符号）が付与される。

パーツ部材面関連付けの手順として、例えば図８の例では、以下のように左側板１０２を基準として面関連付を開始する。
　１．左側板１０２の右側面１０２Ｄと天板１０４の左側面１０４Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
　２．左側板１０２の右側面１０２Ｄと地板１０５の左側面１０５Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
　３．左側板１０２の左側面１０２Ｃと背板１０３の左側面１０３Ｃとは互いに平行で同一平面上にある。
　４．左側板１０２の前面１０２Ｂと右側板１０１の前面１０１Ｂとは互いに平行で同一平面上にある。
　５．左側板１０２の前面１０２Ｂと天板１０４の前面１０４Ｂとは、互いに平行で１０２Ｂは１０４Ｂから０．５ｍｍ離れている。
　６．左側板１０２の前面１０２Ｂと地板１０５の前面１０５Ｂとは互いに平行で１０２Ｂは１０５Ｂから０．５ｍｍ離れている。
　７．左側板１０２の後面１０２Ｆと右側板１０１の後面１０１Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
　８．左側板１０２の後面１０２Ｆと天板１０４の後面１０４Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
　９．左側板１０２の後面１０２Ｆと地板１０５の後面１０５Ｆとは互いに平行で同一平面上にある。
　１０．左側板１０２の後面１０２Ｆと背板１０３の前面１０３Ｂとは互いに平行で同一平面上にある。
　１１．左側板１０２の上面１０２Ａと天板１０４の上面１０４Ａとは、互いに平行で１０２Ａは１０４Ａから０．５ｍｍ離れている。
　１２．左側板１０２の上面１０２Ａと右側板１０１の上面１０１Ａとは互いに平行で同一平面上にある。
　１３．左側板１０２の下面１０２Ｅと地板１０５の下面１０５Ｅとは互いに平行で１０２Ｅは１０５Ｅから０．５ｍｍ離れている。
　１４．左側板１０２の下面１０２Ｅと右側板１０１の下面１０１Ｅとは互いに平行で同一平面上にある。
　１５．左側板１０２の上面１０２Ａと背板１０３の上面１０３Ａとは互いに平行で同一平面上にある。
　１６．左側板１０２の下面１０２Ｅと背板１０３の下面１０３Ｅとは互いに平行で同一平面上にある。

パーツ部材の中には左側板１０２のどの面とも面関連付けできない面もあるので、左側板を基準とする面関連付けだけでは、キャビネット１００を完全に定義することができない。そこで、左側板を基準に開始した面関連付けを完了した後、以下のように右側板１０１と背板１０３、天板１０４、地板１０５とを面関連付けをする。
　１７．右側板１０１の左側面１０１Ｃと天板１０４の右側面１０４Ｄとは互いに平行で同一平面上にある。
　１８．右側板１０１の左側面１０１Ｃと地板１０５の右側面１０５Ｄとは、互いに平行で同一平面上にある。
　１９．右側板１０１の右側面１０１Ｄと背板１０３の右側面１０３Ｄとは互いに平行で同一平面上にある。

以上によってキャビネット１００を構成する各パーツ部材の間に付与されたパーツ部材面関連付けを図８に示す。上記で互いにパーツ部材面関連付けされパーツ部材によって構成されたキャビネット１００をユニット１とする。ユニット１が設計されると、ユニット設計システムはユニット１の外接直方体空間をユニット空間として算出する。

ステップ３）上記で作成したユニット１のユニット空間の6面（Ａ面、Ｂ面，Ｃ面，Ｄ面，Ｅ面，Ｆ面）とユニット１を構成する各パーツ部材との間にユニット空間・パーツ部材面関連付けを付与する。
１．ユニット空間の上面（Ａ面）は左側板１０２の上面１０２Ａと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
２．ユニット空間の下面（Ｅ面）は左側板１０２の下面１０２Ｅと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
３．ユニット空間の左側面（Ｃ面）は左側板１０２の左側面１０２Ｃと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
４．ユニット空間の右側面（Ｄ面）は右側板１０１の右側面１０１Ｄと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
５．ユニット空間の前面（Ｂ面）は左側板１０２の前面１０２Ｂと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
６．ユニット空間の後面（Ｆ面）は背板１０３の後面１０３Ｆと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。

以上によってユニット１（キャビネット１００）のユニット空間とユニット１を構成する各パーツ部材の間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを図９に示す。

ユニット１を構成しているパーツ部材の面はユニット１のユニット空間のそれと平行に対応する面とユニット空間・パーツ部材面関連付けされている。各パーツ部材の面は他のパーツ部材の平行に対応する面に対して直接又は間接にパーツ部材面関連付けされている。このように、ユニット空間・パーツ部材面関連付けと、パーツ部材面関連付けをしておくことによって、ユニット組立システムでユニット１のユニット空間の一つの面を移動させると、それに連動してユニット１のパーツ部材の面がそれに連動して移動され、さらに、そのパーツ部材とパーツ部材面関連付けされた他のパーツ部材の面がそれと連動して移動される。

図７（Ａ）、図８において、右側板１０１Ｅ面と左側板１０２E面は共に天板１０４E面に対してパーツ部材面関連付けされていない。同様に、右側板１０１A面と左側板１０２A面は共に地板１０５Aに対してパーツ部材面関連付けされていない。天板１０４の厚さは固定に設定されており、右側板１０１、左側板１０２及び背板１０３の高さは可変に設定されているので、右側板１０１Ｅ面と左側板１０２Ｅ面及び右側板１０１A面と左側板１０２Ａはそれぞれ上下に移動することができ、それらの面を上下方向に移動することによって、天板１０４の厚さを固定したままで、キャビネット１００の高さ寸法を変更することができる。

ステップ４）キャビネットにセル空間を設定する
上記面関連付けが終了した後、キャビネット１００の内部空間にセル空間Ｐを設定する。セル空間Ｐは図７（Ａ）の右下に示された６方向の矢印に従って、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｅ面、Ｆ面を有する。セル空間ＰのＡ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｅ面、Ｆ面は、それぞれキャビネット１００の１０４Ｅ面、１０２Ｄ面、１０１Ｃ面、１０５Ａ面、１０３Ｂ面と対面する。キャビネット１００前面は開口になっているので、セル空間ＰのＢ面と対面するパーツ部材の面は存在しない。キャビネット１００の内部空間にセル空間を設定することで、インフィルユニットを収容してセル空間・ユニット空間面関連付けをすることが可能になる。

ステップ５）天板、地板と左右側板にダボ穴を設ける。
キャビネット１００の天板１０４と地板１０５を左右側板１０２、１０１とそれぞれダボで接合固定するために、天板１０４と地板１０５の左右木口面にそれぞれ３カ所ずつ６ｍｍの外径と８ｍｍの深さを有する円筒状のダボ穴を設ける。天板、地板の木口面に設けたダボ穴を左右側板の対応する位置に転写することによって左右側板１０２、１０１の内側面にダボ穴を設ける。本発明の実施例のシステムでパーツ部材の面のＸＹ座標でダボ穴の位置を特定するにあたっては、ダボ穴の円筒の円の中心が特定基準位置となる。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のキャビネット１００の天板１０４の左木口面１０４Ｃ面を示す。図７（Ｃ）は、１０４Ｃ面が左側板１０２Ｄ面と接合された時の１０２Ｄ面上のＸＹ座標における３つのダボ穴の位置を示す。天板１０４の上面は側板１０１と１０２の上面に対してチリの段差が設けられており、０．５ｍｍ引っ込んでいる。同様に地板１０５の下面は側板１０２と１０１の下面に対してチリの段差が設けられており０．５ｍｍ上がっている。左右側板１０２、１０１の前面１０２Ｂ面、１０１Ｂ面に対して、天板の１０４Ｂ面、地板の１０５Ｂ面は共に０．５ｍｍ引っ込んでいる。

図７（Ｂ）を参照して、１０４Ｃ面の長方形の左下頂点を原点（０，０）とし、原点から延びる二辺をx軸、y軸とする二次元座標（ローカル座標）を設定する。ダボ穴の位置を決定するルールとして、３つのダボ穴ａ、ｂ、ｃを、長方形の横方向については、両端から３０ｍｍの位置にａとｃ、及び横辺の長さを二等分する中心位置にｂを設ける。長方形の縦方向についてはａ、ｂ、ｃは３つとも縦辺の長さ（１５ｍｍ）を二等分する中心位置にある。

天板の奥行の長さは側板の奥行長さ３００ｍｍより０．５ｍｍ短い２９９．５ｍｍであり、天板の厚さ（固定）は１５ｍｍなので、１０４Ｃ面の長方形の左下頂点を原点（０，０）とするローカル座標では３つのダボ穴ａ、ｂ、ｃの位置はそれぞれ、ａ（３０ｍｍ、７．５ｍｍ）、ｂ（１４９．７５ｍｍ、７．５ｍｍ）、ｃ（２６９．５ｍｍ、７．５ｍｍ）となる。

次いで図７（Ｃ）を参照して、１０４Ｃ面のダボ穴ａ、ｂ、ｃをキャビネット１００の左側板１０２（Ｄ）面に対して垂直方向に投影して、ａ’ｂ’ｃ’とする。左側板１０２Ｄ面の長方形の左下頂点を原点（０，０）とするＸＹ座標ではａ’ｂ’ｃ’の位置は、ａ’（３０．５ｍｍ、６９２．０ｍｍ）、ｂ’（１５０．２５ｍｍ、６９２．０ｍｍ）、ｃ’（２７０．０ｍｍ、６９２．０ｍｍ）となる。

上記は、左側板１０２Ｄ面にダボを用いて接合される地板１０５の左木口面１０５Ｃ面と左側板１０２Ｄ面に設けられるダボ穴についても同様である。また、キャビネット１００は左右対称構造なので、天板１０４Ｄ面と右側板１０１Ｃ面、地板１０５Ｄ面と右側板１０１Ｃ面についても同様である。

＜可動棚板の作成＞
ステップ６）可動棚板１０６（ユニット２）を作成する。
アイコンをクリックして読み出した板材を可動棚板１０６のパーツ部材として画面上に表示する。可動棚板の初期寸法を横長３６９ｍｍ（可変）、奥行長２９９．５ｍｍ（可変）、厚さ１５ｍｍ（固定）と設定する。可動棚板の横長は可動棚板をキャビネット内で動かしやすくするために、キャビネットのセル空間の横幅よりも１ｍｍ小さく設定している。

ステップ７）可動棚板１０６をユニット２とし、ユニット２のユニット空間と、面間距離ゼロでユニット空間・パーツ部材面関連付けをする。可動棚１０６を一つのパーツ部材のみからなるユニット２として設定する。ユニット２の外接直方体空間をそのままユニット２のユニット空間として設定する。

ステップ８）棚板を支えるダボのダボ穴の位置決めをする。
図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を参照して、左側板１０２の右側面１０２Ｄの面に、可動棚板の底をダボで支えるためのダボ穴を３つ設ける。可動棚板１０６をキャビネット内で上下可動とするためには、棚板１０６の高さ位置に応じて左側板１０２Ｄ面に設けられるダボ穴の位置が変わるように設定される必要がある。そこで、側板１０２Ｄの面に設けるダボ穴の位置は、可動棚板１０６の木口面１０６Ｃ面の位置を基準にして設定し、棚板１０６の木口面１０６Ｃを基準として設定された仮想の基準位置を１０２Ｄ面に対して垂直方向に投影して特定される側板１０２Ｄ面上の位置を１０２Ｄ面上のダボ穴の位置とする。　

図１０（Ｂ）を参照して、棚板１０６Ｃ面の長方形の左下頂点を原点とするxy座標（ローカル座標）を設定し、左側板１０２Ｄ面にダボ穴を設けるための基準位置ｇ，ｈ，ｉを棚板１０６Ｃ面の長方形に設定されたxy座標で特定する。実施例１の書籍棚において、可動棚板１０６の初期寸法は奥行長２９９．５ｍｍ、厚さ１５ｍｍであり、ダボ穴の外径は６ｍｍなので、ダボ穴基準位置ｇ，ｈ，ｉは、棚板１０６Ｃ面の長方形の左端から順に、ｇ（３０ｍｍ、-３ｍｍ）、ｈ（１４９．７５ｍｍ、-３ｍｍ）、ｉ（２６９．５ｍｍ、-３ｍｍ）となる。

図６では、棚板１０６は、左右側板の高さ方向の長さを二等分する高さ位置に設けられると設定されているので、キャビネット１００は棚板１０６を挟んで上下に対称である。従って、天板と側板の間のダボ穴の設定は、地板と側板の間にもコピー可能である。また、棚板１０６を収容したキャビネット１００は左右対称であるので、棚板１０６の面に設定されたダボ穴（基準位置）、及びそこから側板の面へのダボ穴加工は、棚板の面に設定された情報を反対面にコピーすることができる。

３．ユニット設計システムで設計されたユニットを読み出して画面上で組み合わせて製品を作る。
ステップ９）ユニット１と２を画面上に表示する。
ユニット組立システムのＭＥＮＵ画面のアイコンをクリックして、ユニット設計システムで設計されてメモリに登録されたユニットの内、所望のタイプのものを読み込んで、画面上に表示する。ここでは、キャビネットのユニットを読み込んでユニット１として表示し、棚板用の板材のパーツ部材からなるユニットを読み込んでユニット２として表示する。

ステップ１０）キャビネット（ユニット１）に可動棚板（ユニット２）を収容する。
図６に示す、キャビネット１００のセル空間Ｐに、可動棚板１０６を設置したい高さ位置にドラッグして移動する。図６では、可動棚板１０６は当初左右側板の高さ方向の中心位置に設置されている。

キャビネット１００のパーツ部材である側板１０１、１０２、天板１０４、地板１０５、背板１０３によって囲まれているセル空間Ｐに棚板１０６を収容する。図６の例では、棚板１０６をドラッグして移動させた位置において、棚板１０６の周囲４面（１０６Ｂ面、１０６Ｃ面、１０６Ｄ面、１０６Ｆ面）がセル空間Ｐの対応する４面（Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面）に対して面間距離ゼロでセル空間・ユニット空間面関連付けされている。

可動棚板１０６がセル空間Ｐに収容されると、左右側板の内面に棚板を支持するダボ穴が側板に転写される。図１０（Ａ）に示すように、棚板１０６は左側板に設けられた３つのダボ穴に挿入されたダボによって下面を支えられるので、棚板の木口面自身にはダボ穴は設けられない。棚板の木口面１０６Ｃ面にはそれと対面する左側板１０２Ｄ面に設けるダボ穴の位置を決めるための仮想の基準位置が設定される。

図１０（Ｂ）を参照して、棚板１０６Ｃ面のダボ穴の基準位置ｇ、ｈ、ｉは、１０６Ｃ面の長方形の左下頂点を原点とするxy座標（ローカル座標）ではｇ（３０ｍｍ、-０．３ｍｍ）、ｈ（１４９．７５ｍｍ、-０．３ｍｍ）、ｉ（２６９．５ｍｍ、-０．３ｍｍ）である。ｇ、ｈ、ｉの各位置から１０６Ｃ面に対して垂直方向に左側板１０２の右側面１０２Ｄ上に投影して特定される位置をｇ”、ｈ”、ｉ”とすると、ｇ”、ｈ”、ｉ”の座標は右側板の長方形の左下を原点とするＸＹ座標において、それぞれ ｇ”（３０．５ｍｍ、３３９．５ｍｍ）、ｈ”（１５０．２５ｍｍ、３３９．５ｍｍ）、ｉ”（２７０ｍｍ、３３９．５ｍｍ）となる。

棚板１０６をキャビネット１００のセル空間Ｐに収容すると、棚板１０６の木口面を基準として特定された位置ｇ、ｈ、ｉに入力されたダボ加工が左側板１０２の右側面１０２Ｄのｇ”、ｈ”、ｉ”の位置に自動的に転写入力される。

棚板１０６Ｃ面、左側板１０２Ｄ面のダボ穴の位置の設定は、反対面である棚板１０６Ｄ面、右側板１０１Ｃ面と同じなので、棚板１０６Ｄ面、右側板１０１Ｃ面に付与した加工を反対面にコピーすればよい。

ステップ１１）ユニットの寸法変更を入力する
図６、図７、図８、図９を参照して、キャビネット１００（ユニット１）の奥行を３００ｍｍから４００ｍｍに変更する操作を説明する。

ユニット空間の後面（Ｆ面）に対して面の位置を１００ｍｍ奥行方向（Ｆ方向）に移動すると、背板１０３の厚みが固定されており、かつ、図８を参照して、１０２Ｆ面、１０１Ｆ面は、共に背板１０３Ｂ面に対して面間距離ゼロでパーツ部材面関連付けされているので、左側板１０２の１０２Ｆ面、右側板１０１の１０１Ｆ面は共に１００ｍｍ奥行方向（Ｆ方向）に移動する。左側板１０２、右側板１０１の奥行長は可変に設定されているので、左側板１０２、右側板１０１の奥行長は１００ｍｍ延びて４００ｍｍとなる。尚、１０２Ｂ面、１０１Ｂ面は背板１０３Ｆ面、１０３Ｂ面に対してパーツ部材面関連付けされていないので、ユニット空間の後面（Ｆ面）をＦ方向に移動することで、背板１０３Ｆ面、１０３Ｂ面がＦ方向に移動しても、連動して移動することはない。

キャビネット１００の奥行を３００ｍｍから４００ｍｍに変更した後のダボ穴の位置を図１１に示す。

同じく、図６、図７、図８、図９を参照して、キャビネット１００（ユニット１）の高さ７００ｍｍを１０ｍｍ低くして６９０ｍｍに変更する操作を説明する。
図９においてユニット１の上面（Ａ面）は左側板上面１０２Ａとユニット・パーツ面関連付けされているので、ユニット１の高さを６９０ｍｍとすると、左側板１０２Ａ面が面関連付けで設定した関係（両者間の距離はゼロ）に従ってそれと連動して１０ｍｍ下方向に移動される。そうすると、図８を参照して、左側板上面１０２Ａは、天板１０４の上面１０４Ａと互いに平行でかつ０．５ｍｍ離れているという設定で面関連付けされているので、天板１０４の上面１０４Ａは左側板１０２Ａ面から０．５ｍｍ離れているという関係を保ちながら１０ｍｍ下方向に下げられる。さらに、左側板上面１０２Ａは右側板１０１の上面１０１Ａと背板１０３の上面１０３Ａと互いの距離ゼロの設定で面関連付けされているので、左側板上面１０２Ａが１０ｍｍ下方向に移動されるとそれに連動して右側板１０１Ａ面と背板１０３Ａ面も１０ｍｍ下方向に移動される。この結果、ユニット１の高さを６９０ｍｍとする変更を入力したことに伴い、パーツ部材１０１、１０２、１０３の高さ寸法はそれぞれ１０ｍｍ縮小されてどれも６９０ｍｍとなる。

キャビネット１００の高さを７００ｍｍから６９０ｍｍに変更した後のダボ穴の位置を図１２に示す。図１２は左側板１０２Ｄ面のダボ穴の位置設定を示すが、右側板１０１Ｃ面に設定されるダボの位置設定も同様である。

さらに、図６、図７、図８、図９、図１０を参照して、キャビネット１００（ユニット１）に収容されている棚板１０６（ユニット２）の位置を１０ｍｍ下げる操作を説明する。

図１０において、棚板１０６は側板の高さを二等分する中心位置に設けられているので、棚板１０６の下面１０６Ｅは左側板１０２の下面１０２Ｅ、右側板１０１の下面１０１Ｅから共に３４２．５ｍｍ（７００ｍｍｘ１／２－７．５ｍｍ）の距離に設置されている。

棚板１０６のパーツ部材はユニット２として、その周囲４面（Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面）はセル空間ＰのＢ面、Ｃ面、Ｄ面、Ｆ面と互いの面間距離ゼロでセル空間・ユニット空間面関連付けされているが、上面（Ａ面）と下面（Ｅ面）は互いの面間距離を指定されていないので、棚板１０６は、周囲４面について設定されたセル空間・ユニット空間面関連付けに従いながら、上下方向には自由に移動することができる。

棚板１０６を底面１０６Ｅの１０１の底面からの距離が３３２．５ｍｍになるように下方向に１０ｍｍ移動させると、図１０（Ｃ）及び図１３に示すように、１０６Ｃ面の基準位置ｇ，ｈ，ｉのＹ座標が１０ｍｍ下げられて、その結果、１０２Ｄ面に施された加工ｇ”、ｈ”、　ｉ”の１０２Ｄ面に設定されたＸＹ座標上でＹ座標がそれぞれ１０ｍｍ下げられる。

キャビネット１００の棚板の高さ位置を１０ｍｍ低く変更した後のダボ穴の位置を図１３に示す。

ステップ１３）出力表示された製品でＯＫかどうか顧客に問い合わせる。
ユニットに対する変更入力で変更された寸法の書籍棚を立体画像としてＰＣ画面上に出力表示する。顧客は画面上に出力された製品の仕様と見積価格、納期に満足すれば、それで提案された家具の購入を決定する。表示された仕様、価格または納期に満足せず、修正を希望するときは、ステップ１１）の変更入力に戻る。

ＩＩ．書籍棚の製造
４．製品の製造を発注する。
ステップ１４）顧客から寸法を変更して注文された製品（書籍棚）を構成するパーツ部材と素材の設計データを家具設計システム１を通して製造工場に提供する。
本発明の実施例では、高さを１０ｍｍ下げた書籍棚１を構成する地板、天板、左側板、右側板、背板、棚板のそれぞれについて(i)構成明細（ＢＯＭ）と、(ii)加工明細（ＮＣ）を製造工場の加工機械に送る。さらに、棚板を構成する素材である芯材、木口材、表面材、及びダボについて、構成明細（ＢＯＭ）を加工機械に送る。

(i)構成明細（ＢＯＭ）
図１４は、本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚１００の高さを１０ｍｍ下げた場合の各パーツ部材（左側板１０２、右側板１０１、天板１０４、地板１０５、背板１０３、棚板１０６）と、棚板１０６を構成する芯材と表面材と木口材と、ダボ１０７の構成明細（ＢＯＭ）を示す。

(ii) 加工明細（ＮＣ）
図１５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚を構成する左側板１０２の１０２Ｄ面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図１５（Ａ）は、書籍棚１００の初期寸法における左側板１０２Ｄ面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図１５（Ｂ）は書籍棚１００の高さを１０ｍｍ下げた場合の左側板１０２Ｄ面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図１５（Ｃ）は書籍棚１００の奥行、高さを変えずに棚板１０６の位置を１０ｍｍ下げた場合の左側板１０２Ｄ面に付与されるダボ穴加工明細を示す。以下では、１５（Ｂ）の書籍棚１００の高さを１０ｍｍ下げた場合の左側板１０２Ｄ面に付与されるダボ穴加工明細に従って、加工機械でダボ穴加工を施す工程を説明する。

５．加工機械でパーツ部材を製造する。
ステップ１５）製造工場は、高さ寸法を１０ｍｍ低くした書籍棚１００の構成明細（図１４）を受け取って、その各パーツ部材と同じ寸法の板材を木取りして作製する。木取りして作製した板材を３軸ＮＣ工作機械の加工テーブル上に、パーツ部材１０２の直方体空間の三次元ローカル原点と加工機械の機械原点（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0）とが一致するように載置する。

ステップ１６）加工テーブルに載置した板材の所定位置に穴開け加工を施す。
図１５（Ｂ）において、左側板１０２は無垢材であり、寸法は横３００ｍｍ、縦６９０ｍｍ、厚み１５ｍｍとして設計されている。左側板１０２Ｄ面には径６ｍｍ、深さ８ｍｍのダボ丸穴が、a’ （３０．５ｍｍ、６８２ｍｍ）、b’（１５０．２５ｍｍ、６８２ｍｍ）、 c’（２７０ｍｍ、６８２ｍｍ）、g” （３０．５ｍｍ、３３４．５ｍｍ）、h”（１５０．２５ｍｍ、３３４．５ｍｍ）, i” （２７０ｍｍ、３３４．５ｍｍ）、d’（３０．５ｍｍ、８．０ｍｍ）, e’（１５０．２５ｍｍ、８．０ｍｍ）, f’（２７０ｍｍ、８ｍｍ）の位置に登録されている。

ＮＣ工作機械は寸法変更後のパーツ部材１０２の設計データを受け取って、加工機械の加工テーブル上に載置した同寸法の板材に対して、パーツ部材１０２の直方体空間のローカル座標原点と加工機械の機械原点の関係に基づいて、直方体空間のローカル座標原点を基準とする機械加工位置データをＮＣ工作機械の機械原点を基準とする機械座標位置データに変換する。ＮＣ工作機械は、上記変換された機械座標位置データに基づいて工具を制御して、加工テーブルに載置された板材の面の座標位置に切削加工を施してダボ穴を形成する。

左側板１０２以外の他の書籍棚１００を構成するパーツ部材である左側板１０１、背板１０３、天板１０４、地板１０６、棚板１０６についても同様の方法で、設計システムで設計された機械加工を加工機械で板材に施し、それらを組み立てて書籍棚１００を製造する。

加工機械が６ｍｍの径の穴開け用ドリルを備えている場合には、単純に左側板１０２Ｄ面の（３０．５ｍｍ、６９２．０ｍｍ）の位置の上に穴開け用ドリルをもってきて、その位置でドリルを回転させながら下降させることによって深さ８ｍｍ、径６ｍｍの丸穴を切削形成することができる。加工機械が６ｍｍの径の穴開け用ドリルを備えおらず、２ｍｍの径のドリルしか備えていない場合には、径６ｍｍの丸穴の円周に沿って２ｍｍ径のドリルを移動させることによって深さ８ｍｍ、径６ｍｍの丸穴を切削形成することができる。この場合には、加工機械の側で、そのためのツールパスをＣＡＭを用いて作成しておくことが必要である。　

以上説明した実施例は、本発明の説明の便宜のため家具としては最も単純な構造の製品としたが、本発明は、より複雑な構造を有する家具にも適用可能である。又、本発明は、家具の設計、製造に好適に用いることができるが、その適用は家具に限られるものではなく、広く複数の構成部材からなる立体構造物の設計、製造にも用いることができる。

以上のように、本発明にかかるコンピュータを用いて設計した家具のパーツ部材を製造するシステム及び方法によれば、家具を直方体空間の組み合わせとして、直方体の面に穴、溝、切欠き等の加工が登録されているものとして設計するので、直方体の寸法を変更することによって、それに連動して加工の位置も変更することができる。

また、パーツ部材空間の面に登録する機械加工を加工マスターに登録された複数種類の機械加工の中から選択して面上の所定位置に登録するので、加工マスターに登録された機械加工を施すことが可能である限り、如何なる加工機械も用いることができる。また、加工マスターには、機械加工の形状・寸法のデータが登録され、工具、その他の機械加工を施すための方法は加工マスターには登録されず、加工機械の側の決定に委ねられるので、加工機械は自ら備える工具その他の設備を用いて、注文されたパーツ部材を自由に製造することができる。

本発明のシステム／方法は、家具のパーツ部材を顧客の要望に応じて寸法変更した場合に限られるものではなく、当初設計したパーツ部材を寸法変更をすることなく、加工機械で製造する場合にも適用できる。
 

Claims (10)

1. コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて製造するためのシステムであって、
    
   所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各６面に識別番号を付与する手段と、
    
   前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各６面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をＸ軸、Ｙ軸とするローカル二次元座標を設定する手段と、
    
   前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズと、その機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターと、
    
   前記パーツ部材の各６面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各６面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定する手段と、
    
   前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録する手段と、
    
   顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更する手段と、
    
   前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のＣＡＭに送信する手段と、を備えており、
    
   前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のＣＡＭで作成されており、
   前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、　
    
   コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するためのシステム。
    
2. 前記加工マスターに登録されている複数種類の機械加工は、特定の径の穴加工、及び特定の幅と長さの溝掘り加工を含む、請求項１に記載のシステム。
    
3. 前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から二以上の機械加工を選択して、それぞれを前記直方体空間の各６面の前記ローカル二次元座標によって指定される異なった位置に入力する、請求項１又は２に記載のシステム。
    
4. 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は丸穴加工を含み、前記一つの面に丸穴加工を登録する位置は、前記丸穴の円の中心を基準点として定められる、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
    
5. 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は溝掘り加工を含み、前記一つの面に溝掘り加工を登録する位置は、前記溝の一方の端の角を基準点として定められる、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
    
6. コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて製造するための方法であって、
    
   所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各６面に識別番号を付与し、
    
   前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各６面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をＸ軸、Ｙ軸とするローカル二次元座標を設定し、
    
   前記パーツ部材の各６面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各６面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定し、
    
   前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズと、その機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターの中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録し、
    
   顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更し、
    
   前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のＣＡＭに送信し、
    
   前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のＣＡＭで作成されており、
   前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、　
    
   コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するための方法。
    
7. 前記加工マスターに登録されている複数種類の機械加工は、特定の径の穴加工、及び特定の幅と長さの溝掘り加工を含む、請求項６に記載の方法。
    
8. 前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から二以上の機械加工を選択して、それぞれを前記直方体空間の各６面の前記ローカル二次元座標によって指定される異なった位置に入力する、請求項６又は７に記載の方法。
    
9. 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は丸穴加工を含み、前記一つの面に丸穴加工を登録する位置は、前記丸穴の円の中心を基準点として定められる、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
    
10. 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は溝掘り加工を含み、前記一つの面に溝掘り加工を登録する位置は、前記溝の一方の端の角を基準点にして定められる、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
     

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