JP2007034828A

JP2007034828A - 設計支援装置

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Publication number: JP2007034828A
Application number: JP2005219170A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okajima; 裕之岡島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: JP4617212B2

Abstract

【課題】アセンブリモデルの中の作業対象の作業モデルに、組み込み部品である参照モデルを配設するための一連の操作，作業を容易かつ迅速に行うことを課題とする。
【解決手段】作業内容情報と、作業モデルおよび参照モデルとを含むアセンブリモデルを表示可能な表示部と、表示された作業内容情報およびアセンブリモデルから、所望の作業内容情報，作業モデルおよび参照モデルを選択させ、かつ作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示させる選択部と、指示された配設位置の関係から作業モデルと参照モデルとの相対位置情報を生成する演算部と、選択内容と配設の作業手順を特定するコマンド名とを対応させて記憶した作業手順テーブル記憶部と、選択された作業内容情報と参照モデルから特定されるコマンド名を作業手順テーブル記憶部から抽出するコマンド取得部と、相対位置情報を用いて、抽出されたコマンド名によって予め決められた配設作業を実行するコマンド実行部とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、設計支援装置に関し、特に、部品を形状モデルで表現し、複数の部品の組み付け状態であるアセンブリモデルを生成可能な設計支援装置に関する。

コンピュータによる設計支援装置として、ＣＡＤシステムが幅広く利用されている。特に近年ではソリッドモデル又はサーフェスモデルを生成でき、その生成方法や履歴、寸法等のパラメータ値を記憶し、その履歴または値を修正する事によって自動的にモデルを計算、修正する事が可能なパラメトリック機能を有した３次元ＣＡＤが利用されている。

また、３次元ＣＡＤの多くは、部品モデルを部品単位で一つのファイルとして作成すると共に、複数の部品モデルの組み付け状態をアセンブリモデルとして表現する機能を有している。アセンブリモデルのファイル自体は基本的に各部品の形状情報は持たず、組みつけられる部品モデルのファイル名や、配置する位置の情報を持つ事により、複数部品の組み付け状態を表す物が主流である。

このようなＣＡＤシステムにおいて、通常、設計者が新しい製品の設計を行う場合は概ね以下の様に実施する。
まず、製品の大きさを表す空間モデルをＣＡＤで描く。
次に製品の性能を実現する為に必要な機能を持った部品モデルを、その空間内に配置してアセンブリモデルを構築していく。このとき配置される部品モデルは、一つ一つがファイルとして管理されており、既に部品モデルとして作成されている場合は、その既知の部品モデルを配置する。
一方、新規に開発する部品は、新たに部品モデルを作成し、空間内に配置して行く。ただし、初期の時点では形状が定まらない場合があるので、簡単な箱形状等の簡略化された形をとりあえず作成する。

次に製品の外装を司る部品モデルを配置する。外装を司る部品の一つにキャビネットがある。一般に製品を新規開発する場合、キャビネットも新規に製作される場合が多いので、まだ形状は定まっていない。キャビネットには先に配置した各部品を安全に保持する役割があるので、各部品の形状に合わせて固定形状を作成しなければならない。例えばボスや爪，リブ，溝や穴等を作成しなければならない。この作成過程では、各部品の位置を修正したり、形状変更を行ったり試行錯誤しながら全体の設計を進めていくことが行われる。したがって、設計をスタートする際にはできるだけ早い段階から、多くの構成部品をアセンブリモデル内に配置しておく方が設計は進めやすい。

キャビネットや、各部品の形状の作成方法については、一般的に2通りの方法がある。一つはアセンブリモデル上で、ある部品を直接参照して別の部品のモデリングを行う方法である。アセンブリモデル上で作業する場合、一連の部品の配置を実際に目で見て作業する。
例えば既知のＡ部品を固定するボスをキャビネットにモデリングする場合、ボスの位置をＡ部品の寸法から寸法定義してキャビネットに作成する。これによりＡ部品が移動した場合、キャビネットのボスの位置もそれに追随して再生成することが可能である。これがパラメトリック機能を有するＣＡＤの最大の利点である。

またもう一つの作成方法は、個々の部品を予めアセンブリモデルに組み付けるが、部品のモデリング自体は部品単位で行う方法である。基本的にはどちらの方法もＣＡＤシステムが持つ作業メニューから、適宜必要な機能を選択し、各部品を目標の形状にモデリングしていくことは同じである。

また、更に効率化を図る方法として、３次元ＣＡＤシステムの利点であるパラメトリック機能を最大限に活かし、表計算ソフト等で、アセンブリする部品の情報や、各部品の形状寸法等、予めパラメータ情報を作成し、ＣＡＤシステムがその作成された情報を読み込む事で、部品の配置や、部品のモデリングを一斉に実行するものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−５２０３７号公報

上記した従来のＣＡＤシステムでの形状作成方法のうち、アセンブリモデル上で、ある部品を直接参照して別の部品のモデリングを行う第１の方法では、前記したようにＡ部品の位置が変わった場合でも追随してボスを再生成できるというメリットがある反面、Ａ部品とボスに親子関係が生じたことにより、Ａ部品の形状、位置の変化によって、キャビネットのボス形状の成り立ちに矛盾が生じると、キャビネット部品自体の再生成ができなくなる危険性がある。通常、製品設計は部品毎に複数人で分担して行う場合が多いが、このように分担した場合は、自分以外の人の部品データが予期せぬ状態で変更されると、自分の担当部品が生成できなくなる場合もあり、修正作業は難易度が高い。

また、部品のモデリング自体は部品単位で行う形状作成方法では、前記のような親子関係が生じないので、自分の部品データが自分以外の人の作成したデータの影響を受ける事は無い。しかし、部品単位で作業を行う為、一連の部品の位置や形状を見ながら作業を行えず、周囲の部品の位置や形状を予め測定しておく必要がある。すなわち部品単位でモデリングする場合は、その測定情報を元に位置や形状を考慮しながら作業を行う必要があり、作成作業の効率が良くない。

また、特許文献１に記載されたＣＡＤシステムでは、モデルを作成する以前に、表計算ソフト等に、配置される部品やその位置情報、各部品の形状に関する寸法情報等を入力しておき、連携プログラムを用いてＣＡＤソフトに受け渡すことが行われる。ＣＡＤソフトでは、入力された情報を元に一括して多くの演算処理が行われ、部品の形状生成がなされる為、確かに効率的である。しかしながら現実問題として、製品を設計するにあたって、配置部品の位置や形状をＸ，Ｙ，Ｚ各方向の寸法値として入力する作業をしたり、形状の名前を入力したりする作業においては、製品全体の形状イメージを掴みつつ設計を行う事はできない。つまり入力作業段階において入力した情報の妥当性を把握することは難しいので、結局アセンブリアセンブリモデルが生成されてから、初めて不具合が発覚され、修正作業を行わなければならない場合が多い。すなわち、修正作業を考慮すると、製品全体の作業効率は良いとは言えない。

本発明は以上のような点に鑑み、ＣＡＤ画面から必要なモデルを選択し、選択したモデルから各種情報を抽出し、その情報を元に行うべきコマンドを決定し、しかるべきモデルでコマンド実行する事により、部品の組み付け作業の容易化，迅速化と作業者の負担軽減を図ることのできる設計支援装置を提供することを課題とする。

この発明は、複数の部品に対する作業内容が記述された作業内容情報と、組み付けおよび形状作成を含む配設作業の実施対象である部品の形状を特定した作業モデルおよび前記作業モデルに配設する部品の形状を特定した参照モデルとを含むアセンブリモデルを表示可能な表示部と、前記表示部に表示された作業内容情報およびアセンブリモデルから、所望の作業内容情報，作業モデルおよび参照モデルを選択させ、かつ作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示させる選択部と、前記選択部によって指示された配設位置の関係から作業モデルと参照モデルとの相対位置情報を生成する演算部と、前記作業内容情報および参照モデルと、配設の作業手順を特定するコマンド名とを対応させて記憶した作業手順テーブル記憶部と、前記選択部によって選択された作業内容情報と参照モデルとから特定されるコマンド名を前記作業手順テーブル記憶部から抽出するコマンド名取得部と、前記相対位置情報を用いて、前記抽出されたコマンド名によって予め決められた配設作業を実行するコマンド実行部とを備えたことを特徴とする設計支援装置を提供するものである。

この発明において、配設とは、１つの部品を他の部品に組み付けること（組み付け処理）と、１つの部品の形状を作成すること（形状作成処理）を含む処理を意味するものとする。
組み付け処理とは、たとえば、スピーカ部品自体を筐体の中に取り付ける処理を意味し、この取り付けのために必要となる情報の入力，取得，生成も含むものとする。
形状作成処理とは、たとえば、スピーカ部品自体を筐体に取り付けるための付属部品である「ボス」の形状を作成する処理や、スピーカ部品が取り付けられるように筐体の一部分の形状を変形させる処理を意味し、形状を作成するために必要となる情報の収集や、付属部品を取付ける位置を特定すること、形状を変形させる部分の位置を特定することを含むものとする。

また、前記選択部が、表示部に表示された作業内容情報のリストの中から所望の作業内容情報を選択させる作業選択部と、表示部に表示された複数の部品の形状モデルを含むアセンブリモデルの中から所望の作業モデルおよび参照モデルの形状モデルを選択させ、選択された作業モデルと参照モデルについて、表示部の同一画面上に表示されたそれぞれの形状モデルの特定位置を指示させることによって、作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示するモデル選択部とを備えることを特徴とする設計支援装置を提供するものである。

さらに、前記選択部によって選択された作業内容情報と，作業モデルおよび参照モデルを特定する情報と，演算部によって生成された相対位置情報とを記憶したモデル情報記憶部をさらに備えたことを特徴とする。
また、前記コマンド名に対応付けられた配設の作業手順が予め格納されたコマンド登録部をさらに備え、前記コマンド実行部は、前記コマンド取得部によって抽出されたコマンド名に対応する配設の作業手順をコマンド登録部から読み出して配設作業を実行することを特徴とする。

さらに、前記演算部は、前記選択された作業モデルの形状モデルについて指示された第１の特定位置の３次元座標値と、前記選択された参照モデルの形状モデルについて指示された第２の特定位置の３次元座標値とを求め、２つの３次元座標値から第１および第２の特定位置に関する相対位置を示す情報を生成する座標計算部を備えたことを特徴とする。
また、コマンド登録部に登録された配設の作業手順には変数部を備えたものを含み、前記コマンド実行部は、変数部を備えた配設の作業手順に従って作業を実行する場合には、演算部で生成された相対位置情報を前記変数部に引用した後に配設作業を実行することを特徴とする。

この発明によれば、部品の組み付けや形状作成の作業に必要な情報（作業内容情報，作業モデル，参照モデルなど）を表示部に表示して選択させるので、所望の部品の形状や位置を画面上で把握しながら選択作業ができ、部品の組み付け作業の容易化，迅速化と、作業者の負担軽減を図ることができる。
また、作業者が表示部を見ながら作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示するだけで演算部によってそれらの相対位置情報が生成されるので、作業者は、部品相互間の親子関係を意識した作業をする必要はなく、作業の容易化と時間短縮を図ることができる。

さらに、部品の組み付け作業を特定するコマンドが多数存在する場合に、どのコマンドを実行させるかを作業者がその都度選択入力するのは負担が大きい。一方、部品の組み付けの作業内容と作業対象である作業モデルが決まれば、一般的に実施すべき作業手順を一意に決定できる場合が多い。そこで、この発明では、予めわかっている作業手順ごとにコマンド名を定義し、コマンド名と作業内容等とを対応づけた作業手順テーブル記憶部を設け、コマンド名取得部によって要求されるコマンド名を自動的に抽出するようにしているので、作業者の負担を軽減できる。

また、複数の部品の形状モデルを含むアセンブリモデルを表示部の同一画面上に表示して、その形状モデルの中から所望の作業モデルと参照モデルを選択させるようにしているので、作業者は視覚的に選択すべき対象を認識でき、選択ミスの低減，選択作業の容易化および時間短縮が可能となる。
また、コマンド登録部に各コマンド名ごとに配設の作業手順を予め格納しておくことにより、選択された作業内容情報等に対応づけられたコマンド名に対応する作業の自動化が可能となる。
また、コマンド登録部に登録された作業手順に変数部を設けることによって、作業内容の共通利用を図ることができ、登録するコマンド名の数を減らすことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
本設計支援装置は、ＣＡＤ画面から必要なモデルを選択し、選択したモデルから各種情報を抽出し、その情報を元に行うべきコマンドを決定し、しかるべきモデルでコマンド実行する事により、形状作成できる設計支援装置である。
また本装置はソリッドモデル又はサーフェスモデルを生成でき、その生成方法や履歴、寸法等のパラメータ値を記憶し、その履歴または値を修正する事によって自動的にモデルを計算、修正する事が可能なパラメトリック機能を有した３次元ＣＡＤを有する。また３次元ＣＡＤの持つカスタマイズ機能を用いて機能拡張したり、３次元ＣＡＤの外に追加プログラムを構築し、３次元ＣＡＤと連動させる事により本装置を実現することもできる。

＜本発明の設計支援装置のハードウェア構成＞
この設計支援装置は通常のコンピュータシステムのハードウェアにより構成される。即ち、本実施形態の設計支援装置は、キーボードやマウスなどからなり各種指示入力やデータ入力を行うための入力装置、液晶パネルやＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）などからなる出力装置の一つとしての表示装置、各種制御機能を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｕｎｉｔ）、記憶部として機能するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、大容量記憶部として機能するＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、機器やシステム間でデータの送受信を行うＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）インタフェースなどを備える。

また、必要に応じて、プリンタなど表示装置以外の出力装置、外部メモリであるＣＤ−ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フロッピディスク、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体読取装置、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介してプログラムやデータ等の送受信をする通信装置などを備えることが望ましい。

以下の実施形態では、設計支援装置のハードウェアを機能ブロックに分けて説明する。ただし、上記した選択部には、図１の作業選択部，作業モデル選択部および参照モデル選択部が含まれ、作業手順テーブル記憶部は、図１のコマンド抽出テーブルに相当する。
また、上記したモデル選択部は、作業モデル選択部と参照モデル選択部に相当する。

図１に、本発明の設計支援装置を機能ごとに説明したブロック構成図を示す。本装置は、主として、モデル情報作成部１００、コマンド名取得部２００、コマンド抽出テーブル２１０，表示部２２０、コマンド実行部３００およびコマンド登録部４００から構成される。

モデル情報作成部１００は、作業モデルと参照モデルに関する情報を作成する部分であり、作業選択部１１０、作業モデル選択部１２０、参照モデル選択部１３０、座標計算部１４０、モデル情報記憶部１５０という各機能ブロックから構成される。
また、図１に示したこれらの各機能ブロックは、主としてＣＰＵを中心として、ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインタフェース，タイマーなどから構成されたマイクロコンピュータにより実現される。

作業選択部１１０は、作業者がこれから実施したい配設作業を選択する部分である。
図２に作業内容情報のリストの例を表す。作業内容のリストを記述したアスキーやバイナリ−形式の文字列のメニューファイル１１１を作成し、予め記憶部１５０に記憶しておく。作業者が特定の操作またはシステムを起動することにより、メニューファイル１１１の記述内容に応じた作業メニュー１１２を、設計支援装置の表示部２２０の画面上に表示させる。作業者は、表示された作業メニュー１１２を見て、特定の操作をすることにより所望の配設作業を選択する。特定の操作とは、たとえば、カーソルキー入力や、マウスによる選択入力である。
記述される文字列一つ一つには任意の作業を割り当てる。例えばメニューリスト１１１に記載された“ｂｏｓ”とは、ボスという部品の形状を作成する事を意味する。また“ｓｃｒｅｗ”とはビスをアセンブリする（組み付ける）事を意味する。選択された作業内容情報は、モデル情報記憶部１５０に記憶される。

作業モデル選択部１２０は前記作業選択部１１０で選択した作業を、どのモデルに対して実施するのかを選択する部分である。オペレータに対し選択可能な作業モデルを表示部２２０に提示し、選択された作業モデルの中の頂点や座標系等で表示される所望の一座標の選択を促すような処理を行う部分である。その選択によって選択された作業モデルと座標は、記憶部１５０に記憶される。表示部２２０に表示される作業モデルは、３次元の形状モデルである。

作業モデルの選択は、マウス等のポインティングデバイスを用いて行うことができる。また、表示部に多数の部品の３次元の形状モデルが表示されている場合、所望の部品の形状モデルの内部領域の任意の点を指示することにより、その部品を作業モデルとして選択するようにしてもよい。また、作業モデル自体の選択と、その作業モデルの所望の一点の一座標の選択とを別の指示操作で行ってもよいが、作業モデルの形状モデルの選択の際に、所望の一点を選択することも含めた指示をしたものとすれば、一回の指示操作で作業モデルの選択処理が行える。後述する実施例１，２では、作業モデル（シャーシ部品）の選択（Ｓ５１０）と、一座標の選択（Ｓ５１５）とは別々の操作で行うような例を示しているが、上記のように一回の指示操作で行うこともできる。

参照モデル選択部１３０は前記作業選択部１１０で選択した作業を、作業モデルのどの位置に実施するのか決定する為に、参照モデルを選択する部分である。オペレータに対し選択可能な参照モデルを表示部２２０に提示し、選択された参照モデルの中の頂点や座標系等で表示される所望の一座標の選択を促すような処理を行う部分である。その選択によって選択された参照モデルと座標は、記憶部１５０に記憶される。表示部２２０に表示される参照モデルも３次元の形状モデルである。

参照モデルの選択も、表示された形状モデルをマウス等を用いて行えばよく、参照モデル自体の選択と、参照モデルの一点の座標の選択とを別々の操作で行ってもよいが、一回の指示操作で行ってもよい。
作業モデルで選択された座標と、参照モデルで選択された一座標とは、両モデル間の相対位置を決める相対位置情報を生成するための情報となる。したがって、作業モデルの一座標の選択操作と、参照モデルの一座標の選択操作とが、作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示する選択部の選択操作に相当する。
また、作業の容易化と迅速化の観点から、選択すべき作業モデルの部品と参照モデルの部品とを含むアセンブリモデルを表示部の同一画面上に表示した状態で、作業モデルと参照モデルを選択させることが好ましい。また、アセンブリモデルを構成する部品は、３次元の形状モデルとして表示させる。

座標計算部１４０は、上記した演算部に相当し、作業者によって選択された作業モデルと参照モデルの相対位置を測定する部分である。図３に、相対位置の測定を説明する図を示す。
作業モデルと参照モデルの座標は、作業モデル選択部１２０と参照モデル選択部１３０によって選択した座標（３次元座標値）が用いられる。作業モデル１２１に対する前記参照モデル１３１の位置は３次元空間上のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の各成分毎に測定される。測定後、作業モデル名および参照モデル名と、作業モデルの座標位置Ｘ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法（第１の特定位置の３次元座標値）と、測定結果Ｘ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法（第２の特定位置の３次元座標値）とが、モデル情報記憶部１５０に記憶される。

ここで、作業モデル１２１の座標位置（Ｘ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法）とは、その作業モデル１２１の形状の中の設計基準となる位置を意味する。この点を元にして、参照モデル１３１の位置を特定する。参照モデル１３１の測定結果（Ｘ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法）とは、作業モデル１２１の座標位置に対する、参照モデルの設計基準となる原点位置までの距離を意味する。図３に示すように、たとえば、作業モデル１２１の設計基準となる位置を点Ｐとし、参照モデル１３１の原点の位置を点Ｑとすると、作業モデル１２１の特定の位置Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を基準として測定した参照モデル１３１の点Ｑの位置を表すＸ軸方向の長さ（Ｘ寸法），Ｙ軸方向の長さ（Ｙ寸法），Ｚ軸方向の長さ（Ｚ寸法）が、参照モデル１３１の測定結果に相当する。
このようにして求められた３次元座標値が、相対位置情報に相当する。

モデル情報記憶部１５０はハードディスクやＲＡＭのような書きかえ可能な記憶装置であり、図４に示すような情報が記憶される。たとえば、図４において、作業内容欄１５１には作業選択部１１０で選択された作業内容の名称が記憶される。作業モデル名欄１５２には作業モデル選択部１２０で選択された作業モデル１２１の名称が記憶される。参照モデル名欄１５３には参照モデル選択部１３０で選択された参照モデル１３１の名称が記憶される。作業モデル１２１の座標Ｘ欄１５４，座標Ｙ欄１５５，座標Ｚ欄１５６にはそれぞれ作業モデル１２１の指定された位置の部分の座標位置Ｘ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法が記憶される。測定結果の座標Ｘ欄１５７，座標Ｙ欄１５８，座標Ｚ欄１５９には、それぞれ座標計算部１４０で測定された参照モデル１３１の相対位置のＸ寸法，Ｙ寸法，Ｚ寸法が記憶される。

コマンド名取得部２００は、前記モデル情報記憶部１５０に記憶された図４のような情報を元に、部品の形状、位置の設計をするＣＡＤにおいて、実行すべきコマンド名を決定する部分である。コマンド名が決定すれば、実行すべき配設の作業手順が特定される。
コマンド名の決定は、図５のような予め設定されたコマンド抽出テーブル２１０を利用して行われる。図５のコマンド抽出テーブル２１０において、第一列２１１には、予め定義づけられた作業内容名が記載されている。第二列２１２には作業内容に関連づけられた参照部品名が記載されている。第３列２１３には作業内容名と参照部品名に対応づけられたコマンド名が記載されている。
コマンド名取得部２００は、前記モデル情報記憶部１５０に格納された情報の中から作業内容名と参照モデル名を読み出し、テーブルの第一列２１１の作業内容名および第２列２１２の参照部品名とそれぞれ照合し、その両名称の組み合わせによって唯一決定されるコマンド名２１３を取得する。

コマンド実行部３００は、モデル情報記憶部１５０に記憶された作業モデル名１５２を読み出して、コマンドを実行する作業モデルを決定すると共に、コマンド名取得部２００が取得したコマンド名２１３に予め対応づけられたコマンドを実行する部分である。実行されるコマンドの実際の内容すなわち、実行すべき配設の作業手順は、コマンド登録部４００に予め登録しておく。また、コマンドに変数部が存在する場合、その変数部に、モデル情報記憶部１５０に記憶された情報から求めた数値を代入して決められた処理を実行する。

コマンド登録部４００に予め登録するコマンドは、通常のＣＡＤシステムが持つ標準機能を利用して作成してもよい。例えば、標準的な形状自動作成機能としては、予め複数フィーチャーからなる種々の形状を格納しておき、随時任意の作業モデルにその形状を呼び出して再配置する形状ライブラリ機能が多くのＣＡＤに搭載されている。部品の配置操作については操作手順を記憶させるマクロ機能を利用し、形状ライブラリ機能と組み合わせて利用する事により、複数のマクロを実行する事で複数フィーチャーからなる複雑な形状を簡単に作成する事ができる。

またこれ以外にもＣＡＤでの操作履歴の一部始終をテキストファイルとして格納するイベントダンプ機能を利用して、過去の操作の操作履歴ファイルを作成し、前記操作履歴ファイルを実行する事で形状作成等の作業をする事も可能である。いずれの場合も前記コマンド名取得手段２００で決定するコマンド名のマクロや操作履歴ファイルを、そのコマンド名とともにコマンド登録部４００に予め記憶しておく。

またマクロや操作履歴ファイルには、形状作成等の作業を行う際の寸法値等もテキストとして記載してもよい。このように変数として取り扱いたい値を含むマクロや操作履歴ファイルの場合、変数の部分のみユニークな文字列に変更しコマンドとして蓄積しておく。ユニークな文字列と、前記モデル情報記憶部１５０に記憶した各情報を予め、関係つけておく事により、コマンド実行時には各情報の数値を文字列の部分に代入し、コマンドに対応づけられた処理を行う事が可能となる。

この変数と数値の関係付けの一実施例を、図８に示す。
図８は、変数となる文字列６０１と、図４に示した座標値６０２とを関係づけた一覧表の一実施例を示したものである。たとえば、文字列「ＡＡＡ」には、「作業モデルの座標Ｘ」が代入されることを意味し、文字列ＥＥＥには「測定結果の座標Ｙ」が代入されることを意味する。

＜本設計支援装置の処理手順＞
図６に、本設計支援装置で実行する処理の一実施例のフローチャートを示す。尚、実線は処理の流れを示し、破線矢印は記憶部１５０および登録部４００に対するデータの読込み、書込みのタイミングを表す。

まず最初に、作業内容名取得ステップＳ５００において、作業選択部１１０が、作業内容名を取得する。より具体的には、表示された作業内容のメニュー１１２からオペレータに作業内容を選択させることにより、作業内容名を取得する。
次に、作業内容名書込みステップＳ５０５において、作業選択部１１０が取得した作業内容名１５１を、モデル情報記憶部１５０に書き込む。

次に、作業モデル名取得ステップＳ５１０で、作業モデル選択部１２０が、作業モデル名を取得する。より具体的には表示された３次元図形や作業モデル一覧リストからオペレータが所望の作業モデルを選択する事で、作業モデル名１５２を取得する。
作業モデルの座標取得ステップＳ５１５において、オペレータに、選択した作業モデル中の頂点あるいはＸＹＺ座標系で表現されている図形の中の一点を指定させる。ここで指定する点を原点として参照モデル位置を特定し、後述のコマンド実行時にボスやリブの形状やビスが配置されるので、作業モデルの中でもその設計基準となる位置の点を選択する。この操作によって作業モデルの座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を取得する。

参照モデル名取得ステップＳ５２０において、参照モデル選択部１３０が参照モデル名を取得する。より具体的には、画面上に表示された３次元図形や参照モデル一覧リストからオペレータに、所望の参照モデルを選択させ、参照モデル各１５３を取得する。
参照モデルの座標取得ステップＳ５２５において、オペレータに、選択した参照モデル中の頂点あるいはＸＹＺ座標系で表現されている図形の中の一点を指定させる。ここで指定する点は原則として参照部品の原点座標である。これは後述するようにボスやリブのライブラリを配置するコマンドを実行する場合に、ライブラリ形状との位置を合わせる為であり、ライブラリも同じ座標を原点で作成し準備しておく。また、ビスを取り付けるコマンドを実行するような場合には、そのビスを取り付けるべき特定の位置を指定する。この操作によって参照モデルの座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）（１５７〜１５９）を取得する。

次に座標計算ステップＳ５３０において、座標計算部１４０が、すでに選択された作業モデル１２１および参照モデル１３１の座標位置から、作業モデル１２１の座標位置に対する参照モデル１３１の座標位置を測定する。すなわち、指定された２点間の相対位置を測定する。
続いて測定結果書込みステップＳ５３５において、座標計算部１４０は、図４に示したような作業モデル名１５２，参照モデル名１５３，作業モデル１２１の座標位置１５４〜１５６，計算結果である作業モデル１２１に対する参照モデル１３１の座標位置１５７〜１５９を、モデル情報記憶部１５０に書き込む。

次にモデル情報読込みステップＳ５４０において、コマンド名取得部２００が、モデル情報記憶部１５０に記憶された図４のような各種情報を取得する。
作業名照合ステップＳ５４５において、コマンド名取得部２００が、コマンド抽出テーブル２１０を参照して、コマンド名の照合を行う。コマンド名取得部２００は、ステップＳ５４０で取得した情報の作業内容欄１５１と、コマンド抽出テーブル２１０の第一列２１１に記載された作業内容とを比較し、第一列２１１に同じ作業内容名が存在するレコードすべてを抽出する。
たとえば、一致する作業内容名が、「ｒｉｂ」である場合、図５のテーブルの中から４つのレコードが読み出される。

作業内容名有無ステップＳ５５０において、もし同一の作業内容名が存在しない場合は、エラー表示ステップＳ５９０に進み、エラー表示を行い処理を終了する。存在すればステップＳ５５５へ進む。

参照モデル名照合ステップＳ５５５において、コマンド名取得部２００は、ステップＳ５４０で取得した参照モデル名と、コマンド抽出テーブル２１０の第二列２１２に記載された参照モデル名とを比較し、第二列２１２に同じ参照モデル名が存在するレコードの有無を確認する。この時照合の対象となるのは、ステップＳ５４５で第一列２１１に同一の作業名が存在したレコードである。

参照モデル名有無ステップＳ５６０において、もし同一の参照モデル名が存在しない場合は、エラー表示ステップＳ５９０に進み、エラー表示を行い処理を終了する。存在すればステップＳ５６５へ進む。
次にコマンド名取得ステップＳ５６５において、ステップＳ５６０で同一参照モデル名の存在が確認されたそのレコードの第三列に記されたコマンド名２１３を取得する。

次にコマンド検索ステップＳ５７０において、コマンド実行部３００が、コマンド登録部４００の中から、取得されたコマンド名を検索する。
コマンド有無ステップＳ５７５において、検索の結果、コマンドが無かった場合はエラー表示ステップＳ５９０に進み、エラー表示を行い処理を終了する。存在する場合は、ステップＳ５８０へ進む。
コマンド実行ステップＳ５８０において、コマンド実行部３００が、見つけられたコマンド名に対応するコマンド内容を取得し、コマンドを実行する。

図７に、コマンド実行の処理手順（Ｓ５８０）を更に詳しく示したフローチャートを示す。
まず、変数の検索ステップＳ５８１において、実行すべきコマンドに含まれるマクロや操作履歴ファイルの中に、変数部分があるかどうかを検索する。変数があるか否かは、図８に示されたようなユニークな文字列がマクロ等の中に含まれていることから判断できる。
変数の有無ステップＳ５８２において、変数があった場合は値代入ステップＳ５８３へ進む。無い場合は作業モデル起動ステップＳ５８４へ進む。
値代入ステップＳ５８３において、変数のユニークな文字列に対応する値、つまりステップＳ５４０で読み出した各種情報の中からその変数に関係付けられた情報の数値を取り出し、その変数部分に代入する。

次に作業モデル起動ステップＳ５８４において、実際に作業する作業モデル１２１を特定し、その作業モデル（たとえば、シャーシ部品）の設計処理状態に入る。作業モデル１２１は、ステップＳ５４０で読み出した各種情報の中の作業モデル名１５２で決定される。
最後にマクロ実行ステップＳ５８５において、コマンドが実行され、参照モデルを作業モデルに組み付けるための一連の設計処理がなされる。

上記の処理手順を具体的な製品の設計に適用した実施例について、説明する。
図９に、２つの部品（７０１，７０２）からなるスピーカユニットアセンブリ７００の３次元図形の概略図を示す。図９には、スピーカ部品７０１とシャーシ部品７０２の二つの部品モデルが、組み付けられた後の状態のスピーカユニットアセンブリ７００を示している。
スピーカ部品７０１の参照部品名をspeaker.prt、シャーシ部品７０２の参照部品名をchassis.prt、スピーカユニットアセンブリ７００のモデル名をspeaker.asyとする。
スピーカ部品７００は音を出すという機能を持った部品であり、製品の仕様上、その機能が必要であり搭載される主要部品である。スピーカ部品のような部品は、設計毎に新規の設計がされることは少なく、標準化された部品を共用する事が多い。ここではスピーカ部品７０１について、標準部品として既に３次元の部品モデルのデータが存在するものとし、その既存の部品モデルを所望の位置にアセンブリした。

シャーシ部品７０２はスピーカを固定する役割を持つ。シャーシ部品７０２はスピーカユニットの開発機種にあわせて新作されることが多い。ここではシャーシ部品の基本形状が、図９に示したようにすでに決定されたものとする。以下、この発明の設計支援装置を用いて、このようなシャーシ部品７０２に、スピーカ部品７０１を固定するボスを作成する際の一連の具体的な処理について説明する。

まず、作業者は、２つの部品からなるスピーカユニットアセンブリ７００を表示画面に表示させる。

次に作業者は、作業選択部１１０によって画面上に図２のような作業メニュー１１２を表示させ、作業者が行いたい作業内容を選択する。ここではボスの形状作成と取付位置を決定するための配設作業を意味する「ｂｏｓ」を選択するものとする。この選択により、「ｂｏｓ」が、モデル情報記憶部１５０の作業内容欄１５１に書き込まれる。図１０に、この実施例１の場合について、記憶部１５０に書き込まれる情報を示す。

次に作業者は表示画面のスピーカユニットアセンブリ７００の中から、作業モデル１２１を選択する。作業モデル１２１とは実際に設計作業を行うモデルを意味するが、この実施例では、シャーシ部品７０２にスピーカ部品７０１の固定形状を作成するので、シャーシ部品７０２を作業モデルとして選択する。
次に作業者はＣＡＤ画面上から、シャーシ部品７０２の所望の一点の座標を選択する。選択する一点は、後にこの点を原点として参照モデル位置を特定し、後述のコマンド実行時にボスやリブの形状やビスが配置されるので、作業モデルの中でもその設計基準となる位置の点を選択する。ここでは、シャーシ部品７０２の左下の原点座標７０４（Ｐ）を選択するものとする。すなわち、Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，０）である。

次に設計者はＣＡＤ画面上から、参照モデル１３１を選択する。参照モデル１３１とは、作業モデルに組み込まれる部品であって既に選択した作業を適用する部品を意味し、この実施例では、スピーカ部品７０１固定用のボスの位置や形状を作成するので、スピーカ部品７０１を参照モデルとして選択する。
次に設計者はＣＡＤ画面上から、スピーカ部品７０１の所望の一点の座標を選択する。ここで指定する点は原則として参照部品の原点座標である。これは後述するようにボスやリブのライブラリを配置するコマンドを実行する場合に、ライブラリ形状との位置を合わせる為である。ここでは、図９に示すようなスピーカ部品７０１の原点座標７０３（Ｑ）を選択する。

２つの部品モデル（７０１，７０２）の位置座標（Ｐ，Ｑ）が選択されたので、シャーシ部品７０２の原点座標７０４（Ｐ）に対するスピーカ部品７０１の原点座標７０３（Ｑ）の位置を測定する。すなわち、点Ｑの点Ｐに対する相対位置を計算する。ここで点Ｑの座標を（３０，５０，１０）とする。その後、シャーシ部品名およびスピーカ部品名と、作業モデルであるシャーシ部品７０２の点Ｐの位置座標Ｘ、座標Ｙ、座標Ｚ＝（０，０，０）と、測定結果であるシャーシ部品７０２に対するスピーカ部品７０１の点Ｑの位置座標Ｘ，座標Ｙ、座標Ｚ＝（３０，５０，１０）を、モデル情報記憶部１５０に書き込む。

記憶部１５０に書き込まれた情報を用いて、コマンド名取得部２００は、図５のコマンド抽出テーブル２１０を検索し、実行すべきコマンド名を決定する。ここでは作業内容が「ｂｏｓ」、参照モデルが「ｓｐｅａｋｅｒ．ｐｒｔ」であるので、これに一致可能なコマンドであるコマンド名「ｂｓｓｐｋ」をテーブル２１０から取得する。

コマンド実行部３００は、取得されたコマンド名「ｂｓｓｐｋ」の処理内容を、コマンド登録部４００を検索して抽出する。
次にこのコマンド内容を実行するに先立って、コマンド名「ｂｓｓｐｋ」で実行されるマクロや操作履歴ファイルの中に、変数部があるかどうかを検索する。
図１１（ａ）にコマンド名「ｂｓｓｐｋ」の操作履歴ファイルの一実施例の記述内容を示す。ここで、ＡＡＡ，ＢＢＢ，……ＦＦＦが変数である。図８の変数の一覧表を参照することにより、図１１の各変数は、モデル情報記憶部１５０から読み出した図１０の座標数値に書き換えられて、図１１（ｂ）の様になる。

変数に数値が代入されると、作業モデル１２１であるシャーシ部品７０２に対して、コマンド「ｂｓｓｐｋ」が実行される。
ここでコマンドによって実行される具体的な作業内容は、シャーシ部品７０２にシャーシ部品の原点Ｐの座標Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｚ＝０を基準として、Ｘ方向に３０，Ｙ方向に５０，Ｚ方向に１０だけ移動した位置にスピーカ部品を固定するボス形状を作成することである。

スピーカ部品７０１のように標準部品として広く共用される部品については、部品を固定するボス形状のデータは、ＣＡＤが持つ形状ライブラリ機能を用いて予めライブラリ化しておく。その際スピーカ部品７０１の原点座標を基準に形状作成しておく事で、配置時の位置関係の整合を図る。
図１２に、予めライブラリ化されたスピーカ固定用のボスの一実施例の形状を示す。ここで実行するコマンドはこのライブラリ化されたボスを配置する操作を自動化したものであり、その配置についてはＣＡＤが持つマクロ機能や、操作履歴の一部始終をテキストファイルとして格納するイベントダンプ機能を利用して作成し、コマンドとして活用する事で可能となる。

これら一連の操作及び処理によって、シャーシ部品７０２に、スピーカ部品７０１を固定する為のボス７０７の形状が、簡単に作成される。図１３は、このようにして作成されたボスを図９に追加した表示画面例である。

ここでは、実施例１で作成されたシャーシ部品モデルに対して、さらにビスを付加する設計処理について説明する。図１３は、実施例１でシャーシ部品７０２にスピーカ部品７０１を固定する為の形状をモデリングしたものである。すなわち、ボスを付加して、スピーカ部品７０１をシャーシ部品７０２に固定できるような状態を示している。本装置を用いて、ここではスピーカユニットアセンブリ７００にスピーカ部品７０１を固定する為のビスを、アセンブリする。

まず、図１３のようなスピーカユニットアセンブリ７００を画面表示した状態で、作業選択部１１０によって表示された作業メニュー１１２から、作業者に所望の作業内容を選択させる。ここでは「ｓｃｒｅｗ」を選択するものとする。この選択により、「ｓｃｒｅｗ」がモデル情報記憶部１５０の作業内容欄１５１に書き込まれる（図１４参照）。

次に設計者はＣＡＤ画面上から、作業モデル１２１を選択する。この実施例２では、スピーカユニットアセンブリ７００にビスをアセンブリするので、作業対象である作業モデル１２１として、スピーカユニットアセンブリ７００を選択する。
次に設計者はＣＡＤ画面上から、スピーカユニットアセンブリ７００の所望の一点の座標を選択する。ここではスピーカユニットアセンブリ７００の右下の原点座標Ｒ（０，０，０）７０５を選択するものとする。

次に設計者はＣＡＤ画面上から、参照モデル１３１を選択する。この実施例２ではスピーカ部品７０１を固定するビスをアセンブリ（位置と形状の決定）するので、スピーカ部品７０１を参照モデル１３１として選択する。
次に設計者はＣＡＤ画面上から、スピーカ部品７０１の所望の一点の座標を選択する。ここではビスを取り付ける位置、すなわちスピーカ部品７０１の取り付け穴の中心で且つ、フランジ平面上の点Ｓ（−５０，６０，２０）７０６を選択する。

以上の２つの選択処理によって点ＲとＳの位置座標が決定されたので、スピーカユニットアセンブリ７００の原点座標７０５（Ｒ）に対するスピーカ部品７０１の座標７０６（Ｓ）の位置を測定する。その後、スピーカユニットアセンブリ名と、スピーカ部品名と、作業モデルであるスピーカユニットアセンブリ７００の点Ｒの位置座標Ｘ，座標Ｙ，座標Ｚ＝（０，０，０）と、測定結果であるスピーカユニットアセンブリ７００に対するスピ−カ部品７０１の点Ｓの位置座標Ｘ，座標Ｙ，座標Ｚ＝（−５０，６０，２０）を、モデル情報記憶部１５０に書き込む。図１４に、実施例２で記憶部１５０に書き込まれた情報を示す。

記憶部１５０に書き込まれた情報を用いて、コマンド名取得部２００は、図５のコマンド抽出テーブル２１０を検索し、実行すべきコマンド名を決定する。ここでは作業内容が「ｓｃｒｅｗ」、参照モデルが「ｓｐｅａｋｅｒ．ｐｒｔ」であるので、コマンド名「ｓｃｓｐｋ」を、テーブル２１０から取得する。
コマンド実行部３００は、取得されたコマンド名「ｓｃｓｐｋ」の処理内容を、コマンド登録部４００を検索して抽出する。

次に、抽出したコマンド名「ｓｃｓｐｋ」で実行されるマクロや操作履歴ファイルの中に、変数部があるかどうかを検索する。図１５（ａ）に、コマンド名「ｓｃｓｐｋ」の操作履歴のファイルの一実施例の記述概要を示す。ここで、ＡＡＡ，……ＦＦＦが変数である。図８の変数の一覧表を参照することにより、図１５の各変数はモデル情報記憶部１５０から読み出した図１４の座標数値に書き換えられて、図１５（ｂ）の様になる。

続いて作業モデル１２１であるスピーカユニットアセンブリ７００に対して、コマンド「ｓｃｓｐｋ」が実行される。
ここでコマンドによって実行される具体的な作業内容は、スピーカユニットアセンブリ７００にスピーカユニットアセンブリ７００の原点座標Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｚ＝０を基準として、Ｘ方向に−５０，Ｙ方向に６０，Ｚ方向に２０だけ移動した位置に、スピーカ部品７０１を固定する為のビス配置することである。ビスのような締結部品も標準化されており３次元データとして予め作成されたものをライブラリから読み出して使用する。ここで実行するコマンドはこのビス８０をアセンブリする操作を自動化したものである。図１６に、予めライブラリ化されたビス８０の一実施例の形状を示す。

これら一連の操作及び処理によって、スピーカユニットアセンブリ７００に、スピーカ部品７０１を固定する為のビス８０の配置が簡単に行える。
図１７は、このようにして作成されたビス８０を図１３に追加した表示画面例である。
またこの実施例２では、参照モデルの位置座標として、スピーカ部品７０１の取り付け穴の中心で且つフランジ面上の点７０６を選択したが、この選択処理は、作業者が画面を見ながらマウスのポインタを移動させることで容易にできる。さらに、スピーカ部品自体が新規に設計する部品であり、通常の使用している標準部品とフランジ位置が異なるような新規のスピーカ部品でも、画面を見ながらビスを配置する位置座標を容易に特定できる。

本発明の設計支援装置の一実施例の機能ブロック図である。この発明の作業選択処理の説明図である。この発明の座標計算処理の説明図である。この発明のモデル情報記憶部に記憶される情報の説明図である。この発明のコマンド抽出テーブルの一実施例の説明図である。この発明の設計支援装置の全体処理を示したフローチャートである。この発明のコマンド実行処理の詳細内容のフローチャートである。この発明のコマンド実行処理で用いられる変数一覧表の説明図である。この発明の実施例１における画面上に表示される３次元モデルの斜視図である。この発明の実施例1におけるモデル情報記憶部に記憶される情報の具体例の説明図である。この発明の実施例1におけるコマンドに含まれる操作履歴の記載内容の概略説明図である。この発明の実施例１におけるライブラリ化されたボスの形状の具体例の斜視図である。この発明の実施例１の一連の処理により作成されたアセンブリモデルの斜視図である。この発明の実施例２におけるモデル情報記憶部に記憶される情報の具体例の説明図である。この発明の実施例２におけるコマンドに含まれる操作履歴の記載内容の概略説明図である。この発明の実施例２におけるライブラリ化されたビスの形状の具体例の斜視図である。この発明の実施例２の一連の処理により作成されたアセンブリモデルの斜視図である。

符号の説明

１００モデル情報作成部
１１０作業選択部
１２０作業モデル選択部
１３０参照モデル選択部
１４０座標計算部
１５０モデル情報記憶部
２００コマンド名取得部
２１０コマンド抽出テーブル
２２０表示部
３００コマンド実行部
４００コマンド登録部

Claims

複数の部品に対する作業内容が記述された作業内容情報と、組み付けおよび形状作成を含む配設作業の実施対象である部品の形状を特定した作業モデルおよび前記作業モデルに配設する部品の形状を特定した参照モデルとを含むアセンブリモデルを表示可能な表示部と、
前記表示部に表示された作業内容情報およびアセンブリモデルから、所望の作業内容情報，作業モデルおよび参照モデルを選択させ、かつ作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示させる選択部と、
前記選択部によって指示された配設位置の関係から作業モデルと参照モデルとの相対位置情報を生成する演算部と、
前記作業内容情報および参照モデルと、配設の作業手順を特定するコマンド名とを対応させて記憶した作業手順テーブル記憶部と、
前記選択部によって選択された作業内容情報と参照モデルとから特定されるコマンド名を前記作業手順テーブル記憶部から抽出するコマンド名取得部と、
前記相対位置情報を用いて、前記抽出されたコマンド名によって予め決められた配設作業を実行するコマンド実行部とを備えたことを特徴とする設計支援装置。
前記選択部が、表示部に表示された作業内容情報のリストの中から所望の作業内容情報を選択させる作業選択部と、表示部に表示された複数の部品の形状モデルを含むアセンブリモデルの中から所望の作業モデルおよび参照モデルの形状モデルを選択させ、選択された作業モデルと参照モデルについて、表示部の同一画面上に表示されたそれぞれの形状モデルの特定位置を指示させることによって、作業モデルと参照モデルとの配設位置の関係を指示するモデル選択部とを備えることを特徴とする請求項１の設計支援装置。
前記選択部によって選択された作業内容情報と，作業モデルおよび参照モデルを特定する情報と，前記演算部によって生成された相対位置情報とを記憶したモデル情報記憶部をさらに備えたことを特徴とする請求項１の設計支援装置。
前記コマンド名に対応付けられた配設の作業手順が予め格納されたコマンド登録部をさらに備え、前記コマンド実行部は、前記コマンド取得部によって抽出されたコマンド名に対応する配設の作業手順をコマンド登録部から読み出して配設作業を実行することを特徴とする請求項１の設計支援装置。
前記演算部は、前記選択された作業モデルの形状モデルについて指示された第１の特定位置の３次元座標値と、前記選択された参照モデルの形状モデルについて指示された第２の特定位置の３次元座標値とを求め、２つの３次元座標値から第１および第２の特定位置に関する相対位置を示す情報を生成する座標計算部を備えたことを特徴とする請求項２の設計支援装置。
前記コマンド登録部に登録された配設の作業手順には変数部を備えたものを含み、前記コマンド実行部は、変数部を備えた配設の作業手順に従って作業を実行する場合には、前記演算部で生成された相対位置情報を前記変数部に引用した後に配設作業を実行することを特徴とする請求項４の設計支援装置。