JP3883102B2

JP3883102B2 - DESIGN METHOD, CAD DEVICE, COMPUTER PROGRAM, AND STORAGE MEDIUM

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Publication number: JP3883102B2
Application number: JP2001234056A
Authority: JP
Inventors: ゆかり佐藤; 英樹藤野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: JP2002140378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計方法、ＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ：コンピュータ支援設計）装置、コンピュータ及び記憶媒体に関し、特に組み立ての前後で形状が変化する部品を有する三次元モデルの設計を行う設計方法、そのような設計方法を用いるＣＡＤ装置、コンピュータにそのような設計方法で三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラム、及びそのようなコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＡＤ装置により複数の部品からなる三次元モデルを設計することが行われている。例えば、三次元モデルがプリンタの場合、プリンタを構成する各種部品を自動的に配置して組み立てた場合に発生する干渉個所を検出する干渉チェックが行われる。干渉箇所とは、少なくとも２つの部品が重なって互いに干渉してしまう箇所を言う。このような干渉箇所が検出されると、設計者は、干渉している容量に基いて、干渉が発生しないように、干渉箇所に関連する部品の配置を変更して組み立てを行う。干渉チェックは、設計品質を高める上で重要な要素の一つである。
【０００３】
組み立てられる部品の中には、組み立ての前後で形状が変化する材料からなる部品も含まれる。つまり、例えば２つの硬質部品の間に軟質部品（又は、変形可能な部品）が挿入され、組み立て前の軟質部品の厚みが所定値より大きく、且つ、組み立て後の２つの硬質部品間の隙間が所定値以下に設定されると、軟質部品は弾性変形する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のＣＡＤ装置では、軟質部品も硬質部品と同様に扱われているため、組み立ての前後で形状が変化する部品も、形状が変化する前の形状で扱われる。このため、三次元モデルを構成する部品を自動的に配置して組み立てる際に、ＣＡＤ上で干渉箇所が発生していても、実際に組み立てた際には軟質部品が弾性変形するために干渉箇所が発生しない、即ち、干渉箇所として扱う必要のない場合がある。又、これとは逆に、三次元モデルを構成する部品を自動的に配置してＣＡＤ上で組み立てる際に干渉箇所が発生しない場合であっても、実際に組み立てた際には軟質部品が弾性変形して、所定方向の寸法が拡大するために干渉箇所が発生する場合もある。前者の場合、本来発生しない干渉個所に対して干渉チェックが行われてしまうため、設計者は、本来不要である部品の配置の変更及び組み立てを行う、或いは、少なくとも部品の配置の変更等が必要であるか否かの確認を行うことになる。そして、この結果、設計者への負荷が大きくなり、設計効率が低下するという問題があった。更に、後者の場合、本来発生する干渉個所が設計の初期段階で検出できないため、設計がある程度進んだ段階で干渉箇所を取り除くための設計変更を行うことになる。従って、設計者への負荷が更に大きくなり、やはり設計効率が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、設計者への負荷を低減し、高い設計効率で三次元モデルの設計を行うことが可能な設計方法、ＣＡＤ装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計方法であって、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状寸法を自動的に求める第１のステップと、前記変形状態の部品の形状寸法を用いて三次元モデルを作成する第２のステップとを含むことを特徴とする三次元モデルの設計方法によって達成できる。
【０００７】
前記第１のステップは、前記パラメータに応じた変形状態の部品の形状寸法の計算式を予め格納するテーブルを用いて前記変形状態の部品の形状を自動的に求めるようにしても良い。又、前記パラメータは、前記組み立て条件及び前記材料を含んでも良い。
【０００８】
上記の課題は、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルを設計するＣＡＤ装置であって、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求める第１の手段と、前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成する第２の手段とを備えたことを特徴とするＣＡＤ装置によっても達成できる。
【０００９】
上記の課題は、コンピュータに、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求めさせる第１の手順と、コンピュータに、前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成させる第２の手順とを含むことを特徴とするコンピュータプログラムによっても達成できる。
【００１０】
上記の課題は、コンピュータに、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、該コンピュータプログラムは、コンピュータに、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求めさせる第１の手順と、コンピュータに、前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成させる第２の手順とを含むことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成できる。
【００１１】
従って、本発明によれば、設計者への負荷を低減し、高い設計効率で三次元モデルの設計を行うことが可能な設計方法、ＣＡＤ装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明になる設計方法、ＣＡＤ装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体の各実施例を、以下に図面と共に説明する。
【００１３】
【実施例】
先ず、本発明になるＣＡＤ装置の第１実施例を説明する。ＣＡＤ装置の本実施例は、本発明になる設計方法の第１実施例、本発明になるコンピュータプログラムの第１実施例及び本発明になるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の第１実施例を用いる。本実施例では、本発明がコンピュータシステムに適用されている。図１は、本実施例において本発明が適用されるコンピュータシステムを示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すコンピュータシステム１００は、大略ＣＰＵやディスクドライブ等を内臓した本体部１０１、本体部１０１からの指示により表示画面１０２ａ上に画像を表示するディスプレイ１０２、コンピュータシステム１００に種々の情報を入力するためのキーボード１０３、ディスプレイの表示画面１０２ａ上の任意の位置を指定するマウス１０４、外部のデータベース等にアクセスして他のコンピュータシステムに記憶されているプログラム等をダウンロードするモデム１０５及び音声を再生する１以上のスピーカ１２１を有する。
【００１５】
ディスク１１０等の可搬型記録媒体に格納されるか、モデム１０５等の通信装置を使って他のコンピュータシステムの記録媒体１０６からダウンロードされる、コンピュータシステム１００に三次元モデルの設計機能を持たせるコンピュータプログラム（三次元モデル設計ソフトウェア）は、コンピュータシステム１００に入力されてコンパイルされる。本発明になる記憶媒体は、本発明になるコンピュータプログラムを格納した、例えばディスク１１０等の記録媒体からなる。本発明になる記憶媒体を構成する記録媒体は、ディスク１１０、ＩＣカードメモリ、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体に限定されるものではなく、モデム１０５やＬＡＮ等の通信装置や通信手段を介して接続されるコンピュータシステムでアクセス可能な各種記録媒体を含む。
【００１６】
図２は、コンピュータシステム１００の本体部１０１内の要部の構成を説明するブロック図である。同図中、本体部１０１は、大略バス２００により接続されたＣＰＵ２０１、ＲＡＭやＲＯＭ等からなるメモリ部２０２、ディスク１１０用のディスクドライブ２０３及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０４からなる。本実施例では、ディスプレイ１０２、キーボード１０３及びマウス１０４も、図示の如くバス２００を介してＣＰＵ２０１に接続されているが、これらは直接ＣＰＵ２０１に接続されていても良い。又、ディスプレイ１０２は、入出力画像データの処理を行う周知のグラフィックインタフェース（図示せず）を介してＣＰＵ２０１に接続されていても良い。
【００１７】
尚、コンピュータシステム１００の構成は図１及び図２に示す構成に限定されるものではなく、代わりに各種周知の構成を使用しても良い。又、コンピュータシステム１００は、デスクトップ型である必要はなく、携帯型であっても良い。
【００１８】
図３は、第１実施例の動作を説明するフローチャートである。同図に示す処理は、図２に示すＣＰＵ２０１により行われる。
【００１９】
図３において、ステップＳ１は、モデリング処理を開始して、設計するべき三次元モデルを構成する部品を選択する。ステップＳ２は、選択された部品が、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる軟質部品又は変形可能な部品（以下、単に軟質部品と言う）であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると、処理はステップＳ１へ戻る。他方、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ３は、選択された軟質部品及びそのパラメータをＨＤＤ２０４等の格納手段に格納されたライブラリから読み出してディスプレイ１０２に表示する。選択された軟質部品が、例えばコイルバネの場合、同じコイルバネであっても各種寸法及び特性を有するコイルバネ及びそのパラメータが表示される。ステップＳ４は、三次元モデルに使用するべき軟質部品をディスプレイ１０２上で例えばマウス１０４を用いて選択する。
【００２０】
ステップＳ５は、例えばキーボード１０３を用いて、選択された軟質部品のパラメータを入力する。入力するパラメータには、少なくとも組み立て条件が含まれ、選択された軟質部品の材料等が含まれても良い。組み立て条件には、組み立て後に軟質部品が収容される空間の寸法、組み立て後の軟質部品が使用される温度条件や湿度条件等が含まれる。ＨＤＤ２０４等の格納手段には、パラメータに応じた変形状態の軟質部品の形状寸法の計算式が予めテーブル形式で格納されており、組み立て後の変形状態の軟質部品の形状は、このテーブルに基いて自動的に求めることができる。
【００２１】
ステップＳ６は、組み立て条件に基いて、組み立て後の変形状態の軟質部品を含む各部品を組み立てて三次元モデルを作成する処理を実行して、作成された三次元モデルをディスプレイ１０２に表示する。ステップＳ７は、表示された三次元モデルに対して干渉チェックを行い、三次元モデルの形状が良好であるか否かを確認する。この場合、干渉チェックは、組み立て後の変形状態の軟質部品について行われるため、部品の組み立て後に実際に発生する干渉のみが検出され、従来の如く本来不要である部品の配置の変更及び組み立てを行うことがないので、設計者への負荷が大幅に軽減される。干渉箇所が存在したり、三次元モデルの形状が良好でない場合には、ステップＳ７の判定結果がＮＯとなり、処理はステップＳ３へ戻る。他方、ステップＳ７の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ８はモデリング処理を終了するか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。
【００２２】
図４は、軟質部品を示す斜視図である。同図中、軟質部品３００は、例えば振動を吸収するために使用されるゴムシートからなる。軟質部品３００の形状寸法は、ｘ軸方向の長さがＸ、ｙ軸方向の長さがＹ，ｚ軸方向の長さがＺである。
【００２３】
図５は、計算式のテーブルを説明する図である。同図中、テーブルには、上記ステップＳ５で入力されたパラメータのうち、少なくとも組み立て条件に応じた各仕様Ａ〜Ｄについて、軟質部品３００の変形状態の長さＸ，Ｙ，Ｚを求める計算式が格納されている。
【００２４】
又、図６は、変形状態の軟質部品を示す斜視図である。同図中、変形軟質部品３００Ａは、変形状態の軟質部品３００を示す。変形軟質部品３００Ａの形状寸法は、ｘ軸方向の長さがＸ×ｎ１、ｙ軸方向の長さがＹ×ｎ２，ｚ軸方向の長さがＺ×ｎ３である。
【００２５】
図５に示すテーブルにおいて、例えば仕様Ａについては、変形軟質部品３００Ａの形状寸法を求める式は、ｘ軸方向の長さがＸ×ｎ１＝Ｘ×１.６、ｙ軸方向の長さがＹ×ｎ２＝Ｙ×１.６，ｚ軸方向の長さがＺ×ｎ３＝Ｚ×０.７である。この場合、仕様Ａ〜Ｄでは、軟質部品３００の組み立て条件及び材質に応じて変形軟質部品３００Ａの変形量が異なるため、ｎ１〜ｎ３の値が異なる。
【００２６】
図７〜図９は、干渉チェックを説明する図である。
【００２７】
図７は、軟質部品３００が、硬質部品３０１及び３０２の間に設けられる場合を説明する斜視図である。この場合、組み立て後の硬質部品３０１，３０２間のｚ軸方向の距離は、組み立て前の軟質部品３００のｚ軸方向の長さＺより小さいものとする。
【００２８】
図８は、従来の設計方法の如く、組み立て前の軟質部品３００を用いて、組み立て後の三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。この場合、組み立て前の軟質部品３００は、変形状態にはないため、同図にハッチングで示す干渉箇所３１０が検出されてしまう。しかし、組み立て後の変形軟質部品３００Ａには、実際は干渉箇所は発生しない。このため、従来の設計方法では、上記の如く、本来不要である部品の配置の変更及び組み立てを行うことになり、設計者への負荷が大きい。
【００２９】
尚、組み立て後の変形軟質部品を、各組み立て前の軟質部品に対して予め求めておくことも考えられるが、この場合、各組み立て前の軟質部品に対して１つの変形軟質部品を用意しておく必要があり、同じ形状寸法の軟質部品であっても、各材料に対して同様の変形軟質部品を用意しておくことになるため、三次元モデルが大量の部品からなる場合を想定すると、膨大な量の部品を管理・格納しておく必要が生じ、実用的ではない。
【００３０】
図９は、組み立て後の軟質部品３００Ａを用いて、組み立て後の三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。本実施例では、上記テーブルを用いて、組み立て前の軟質部品３００の形状寸法から組み立て後の変形軟質部品３００Ａの形状寸法を自動的に求める。この場合、ステップＳ５で入力される組み立て条件には、組み立て後の硬質部品３０１，３０２間のｚ軸方向の距離が含まれる。従って、変形軟質部品３００Ａは、部品３００〜３０２を実際に組み立てた場合の形状を有し、正確な干渉チェックを行うことが可能となる。
【００３１】
尚、上記とは逆の場合で、組み立て後の変形軟質部品３００Ａが他の部品と干渉する場合には、干渉チェックにより干渉箇所が検出されることは、言うまでもない。
【００３２】
又、組み立て後の硬質部品３０１，３０２間のｚ軸方向の距離が、変形軟質部品３００Ａのｚ軸方向の長さＺの最小距離より小さいような、組み立て条件が厳しすぎる場合には、例えばアラームメッセージ等を出力して、軟質部品３００が組み立て条件を満足できない旨を設計者に通知することも可能である。
【００３３】
図１０及び図１１は、干渉チェックを説明する図である。
【００３４】
図１０は、軟質部品４００が、硬質部品４０３上で、硬質部品４０１及び４０２の間に設けられる場合を説明する斜視図である。軟質部品４００は、バネ部材からなる。この場合、組み立て後の硬質部品４０１，４０２間のｚ軸方向の距離は、組み立て前の軟質部品４００のｚ軸方向の長さＺより小さいものとする。
【００３５】
図１１は、組み立て後の軟質部品４００Ａを用いて、組み立て後の三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。本実施例では、上記テーブルを用いて、組み立て前の軟質部品４００の形状寸法から組み立て後の変形軟質部品４００Ａの形状寸法を自動的に求める。この場合、ステップＳ５で入力される組み立て条件には、組み立て後の硬質部品４０１，４０２間のｚ軸方向の距離が含まれる。従って、変形軟質部品４００Ａは、部品４００〜４０３を実際に組み立てた場合の形状を有し、正確な干渉チェックを行うことが可能となる。
【００３６】
又、組み立て後の硬質部品４０１，４０２間のｚ軸方向の距離が、変形軟質部品４００Ａのｚ軸方向の長さＺの最小距離より小さいような、組み立て条件が厳しすぎる場合には、例えばアラームメッセージ等を出力して、軟質部品４００が組み立て条件を満足できない旨を設計者に通知することも可能である。
【００３７】
図１２は、上記ステップＳ３で用いられる、軟質部品及びそのパラメータをＨＤＤ２０４等の格納手段に格納されたライブラリを説明する図である。同図に示すライブラリには、説明の便宜上、仕様Ａについての軟質部品４００、仕様Ｂについての軟質部品５００及び仕様Ｃについての軟質部品６００及びこれらの軟質部品４００，５００，６００のパラメータが格納されている。これらのパラメータには、軟質部品４００，５００，６００に対する変形軟質部品４００Ａ，５００Ａ，６００Ａ、及び変形軟質部品４００Ａ，５００Ａ，６００Ａの寸法ｈ，ｗ１，ｗ２が含まれる。
【００３８】
尚、軟質部品は、上記ゴムシートやバネ部材に限定されるものではなく、スポンジ部材等の各種変形可能な部品を含む。更に、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品は、軟質部品に限定されず、温度条件や湿度条件等び組み立て条件に応じて熱膨張等により形状が変化する材料からなる各種部品を含む。
【００３９】
次に、本発明になるＣＡＤ装置の第２実施例を説明する。ＣＡＤ装置の本実施例は、本発明になる設計方法の第２実施例、本発明になるコンピュータプログラムの第２実施例及び本発明になるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の第２実施例を用いる。本実施例では、本発明がコンピュータシステムに適用されている。図１３は、本実施例において本発明が適用されるコンピュータシステムの機能ブロック図である。同図に示す機能ブロックは、基本的には図１及び図２に示すコンピュータシステム１００により実現可能である。
【００４０】
図１３において、コンピュータシステム１００Ａは、大略入出力部１と制御部２とからなる。入出力部１は、同図に示す如く接続された、三次元モデルの作成に必要なデータを格納する格納部分１１ａを含む格納部１１、表示部１２、キーボード部１３、座標指示装置１４及びインタフェース（Ｉ／Ｆ）１５からなる。格納部１１は、図２に示すメモリ部２０２、ディスクドライブ２０３及びＨＤＤ２０４に対応する。表示部１２は、ディスプレイ１０２に対応する。キーボード部１３及び座標指示装置１４は、夫々キーボード１０３及びマウス１０４に対応する。
【００４１】
他方、制御部２は、図１３に示す如く接続された、主制御部２１、該当部品記録部２２、該当部品抽出部２３、表示強調制御部２４、数値入力部２５、演算部２６、形状生成部２７、モデル置換部２８、編集定義テーブル２９及びインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０からなる。主制御部２１は、各部２２〜２９の動作を制御する。各部２１〜２９は、図２に示すＣＰＵ２０１に対応する。入出力部１及び制御部２は、互いのインタフェース１５，３０を介して接続されている。これらのインタフェース１５，３０は、図２に示すバス２００に対応する。
【００４２】
図１４及び図１５は、第２実施例の動作を説明するフローチャートである。
【００４３】
図１４において、モデリング処理（又は、組み立て処理）が開始されると、ステップＳ１１は、設計するべき三次元モデルを構成する部品を選択する。ステップＳ１２は、選択された部品が、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる軟質部品又は変形可能な部品（以下、単に該当部品と言う）であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると、処理は後述するステップＳ１４へ進む。他方、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ１３は、選択された該当部品及びそのパラメータを格納部１１に格納されたライブラリから読み出して表示部１２に表示すると共に、キーボード部１３及び／又は座標指示装置１４からの入力に基いて属性情報を該当部品に付加する。属性情報には、形状編集を実施する部品である旨を示すマーキング、組み立て時の編集間隔、グループ分け等の情報が含まれる。付加された属性情報を含む該当部品の情報は、該当部品情報記録部２２により格納部１１内に記録される。この際、該当部品の情報には、例えば部品番号、部品名称、分類コード等が含まれる。ステップＳ１３の後、処理はステップＳ１４へ進む。
【００４４】
ステップＳ１４は、キーボード部１３及び／又は座標指示装置１４からの入力に基いて、該当部品を含む部品を用いて三次元モデルの組み立て操作を行い、三次元モデルを作成する。ステップＳ１５は、組み立て操作が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると、処理はステップＳ１１へ戻る。他方、ステップＳ１５の判定結果がＹＥＳであると、形状編集処理を開始する。ステップＳ１７は、格納部１１に格納されている情報に基いて、該当部品抽出部２３により、組み立てられた三次元モデルから該当部品を抽出する。ステップＳ１８は、形状の自動処理を行う設定であるか否かを判定する。形状の自動処理は、予め設定されていても、キーボード部１３や座標指示装置１４からの入力により設定しても良い。ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳであると、処理は図１５に示すステップＳ２１へ進む、ＮＯであると、処理は図１５に示すステップＳ３１へ進む。
【００４５】
図１５において、ステップＳ２１は、表示強調制御部２４により、同一種類の該当部品の強調表示を行い、同一種類の該当部品は表示部１２上で強調された状態で表示される。強調表示は、特定のものに限定されず、他の部品との差別化を容易にするものであれば良い。ステップＳ２２は、該当部品のパラメータを要求し、ステップＳ２３は、数値入力部２５により、例えばキーボード部１３から入力される該当部品の編集値、即ち、パラメータを入力する。入力するパラメータには、少なくとも組み立て条件が含まれ、選択された該当部品の材料等が含まれても良い。組み立て条件には、組み立て後に該当部品が収容される空間の寸法、組み立て後の該当部品が使用される温度条件や湿度条件等が含まれる。
【００４６】
格納部１１には、パラメータに応じた変形状態の該当部品の形状寸法の計算式が予めテーブル形式で格納されており、組み立て後の変形状態の該当部品の形状は、このテーブルに基いて自動的に求めることができる。このテーブルは、格納部１１から読み出されて編集定義テーブル２９に転送される。ステップＳ２４は、入力されたパラメータの組み立て条件に基いて、演算部２６により、組み立て後の変形状態の該当部品の形状寸法を上記編集定義テーブル２９を用いて自動的に演算する。又、ステップＳ２５は、演算結果に基いて、形状生成部２７により組み立て後の変形状態の該当部品の形状を自動的に生成する。ステップＳ２６は、モデル置換部２８により、ステップＳ１４で組み立てられた三次元モデルの中の組み立て前の該当部品を、生成された組み立て後の変形状態の該当部品に置き換えて、三次元モデルを組み立て、作成された三次元モデルを表示部１２に表示する。ステップＳ２７は、変形状態の該当部品を用いた三次元モデルの組み立て操作が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２１へ戻り、ＹＥＳであると処理は終了する。
【００４７】
他方、ステップＳ３１は、干渉チェックを行い、該当部品と干渉している部品が三次元モデル中に存在すれば干渉箇所を検出する。ステップＳ３１が最初に行われる際には、三次元モデルには組み立て後の変形状態の該当部品が含まれないので、干渉箇所は検出されない。ステップＳ３２は、表示強調制御部２４により、該当部品及び該当部品と干渉する関連部品の強調表示を行い、該当部品及び関連部品は表示部１２上で強調された状態で表示される。強調表示は、特定のものに限定されず、他の部品との差別化を容易にするものであれば良い。ステップＳ３３は、表示部１２上で、例えば図７に示す部品３００〜３０２の組み立てであれば、手動で対向する部品３０１，３０２との隙間距離を測定する。ステップＳ３４は、測定された距離が例えばキーボード部１３から入力されると、数値入力部２５により入力する。
【００４８】
ステップＳ３５は、入力された距離に基いて、演算部２６により、組み立て後の変形状態の該当部品の形状寸法を上記編集定義テーブル２９を用いて自動的に演算する。又、ステップＳ３６は、演算結果に基いて、形状生成部２７により組み立て後の変形状態の該当部品の形状を自動的に生成する。ステップＳ３７は、モデル置換部２８により、ステップＳ１４で組み立てられた三次元モデルの中の組み立て前の該当部品を、生成された組み立て後の変形状態の該当部品に置き換えて、三次元モデルを組み立て、作成された三次元モデルを表示部１２に表示する。ステップＳ３８は、変形状態の該当部品を用いた三次元モデルの組み立て操作が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３１へ戻り、ＹＥＳであると処理は終了する。
【００４９】
尚、ステップＳ２１〜Ｓ２７の自動処理を行う場合にも、ステップＳ３１〜Ｓ３８の手動処理を行う場合と同様にして、干渉チェックを行うようにしても良い。
【００５０】
本実施例においても、干渉チェックは、組み立て後の変形状態の該当部品について行われるため、部品の組み立て後に実際に発生する干渉のみが検出され、従来の如く本来不要である部品の配置の変更及び組み立てを行うことがないので、設計者への負荷が大幅に軽減される。
【００５１】
尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
【００５２】
（付記１）組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計方法であって、
少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状寸法を自動的に求める第１のステップと、
前記変形状態の部品の形状寸法を用いて三次元モデルを作成する第２のステップとを含むことを特徴とする、三次元モデルの設計方法。
【００５３】
（付記２）前記第１のステップは、前記パラメータに応じた変形状態の部品の形状寸法の計算式を予め格納するテーブルを用いて前記変形状態の部品の形状を自動的に求めることを特徴とする、（付記１）記載の三次元モデル設計方法。
【００５４】
（付記３）前記パラメータは、前記組み立て条件及び前記材料を含むことを特徴とする、（付記１）又は（付記２）記載の三次元モデル設計方法。
【００５５】
（付記４）前記組み立て条件は、組み立て後の変形状態の部品が収容される空間の寸法、組み立て後の変形状態の部品が使用される温度条件及び湿度条件の中から選択されたことを特徴とする、（付記１）〜（付記３）のいずれか１項記載の三次元モデル設計方法。
【００５６】
（付記５）組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルを設計するＣＡＤ装置であって、
少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求める第１の手段と、
前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成する第２の手段とを備えたことを特徴とする、ＣＡＤ装置。
【００５７】
（付記６）前記パラメータに応じた変形状態の部品の形状寸法の計算式を予め格納するテーブルを更に備え、前記第１の手段は前記テーブルを用いて前記変形状態の部品の形状を自動的に求めることを特徴とする、（付記５）記載のＣＡＤ装置。
【００５８】
（付記７）コンピュータに、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求めさせる第１の手順と、
コンピュータに、前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成させる第２の手順とを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【００５９】
（付記８）前記第１の手順は、コンピュータに、前記パラメータに応じた変形状態の部品の形状寸法の計算式を予め格納するテーブルを用いて前記変形状態の部品の形状を自動的に求めさせることを特徴とする、（付記７）記載のコンピュータプログラム。
【００６０】
（付記９）コンピュータに、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる部品を有する三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、該コンピュータプログラムは、
コンピュータに、少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の部品の形状を自動的に求めさせる第１の手順と、
コンピュータに、前記変形状態の部品の形状を用いて三次元モデルを作成させる第２の手順とを含むことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【００６１】
（付記１０）前記第１の手順は、コンピュータに、前記パラメータに応じた変形状態の部品の形状寸法の計算式を予め格納するテーブルを用いて前記変形状態の部品の形状を自動的に求めさせることを特徴とする、（付記９）記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【００６２】
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、設計者への負荷を低減し、高い設計効率で三次元モデルの設計を行うことが可能な設計方法、ＣＡＤ装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例において本発明が適用されるコンピュータシステムを示す斜視図である。
【図２】コンピュータシステムの本体部内の要部の構成を説明するブロック図である。
【図３】第１実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図４】軟質部品を示す斜視図である。
【図５】計算式のテーブルを説明する図である。
【図６】変形状態の軟質部品を示す斜視図である。
【図７】軟質部品が硬質部品の間に設けられる場合を説明する斜視図である。
【図８】組み立て前の軟質部品を用いて三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。
【図９】組み立て後の軟質部品を用いて三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。
【図１０】軟質部品が硬質部品の間に設けられる場合を説明する側面図である。
【図１１】組み立て後の軟質部品を用いて三次元モデルを作成する場合の干渉チェックを説明する側面図である。
【図１２】ライブラリを説明する図である。
【図１３】第２実施例において本発明が適用されるコンピュータシステムを示す機能ブロック図である。
【図１４】第２実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】第２実施例の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１格納部
２制御部
２９編集定義テーブル
１００コンピュータシステム
１０２ディスプレイ
１０３キーボード
１０４マウス
１１０ディスク
２０１ＣＰＵ
２０４ＨＤＤ
３００〜３０２，４００〜４０３，５００，６００部品
３００Ａ，４００Ａ，５００Ａ，６００Ａ変形状態の部品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a design method, a CAD (Computer Aided Design) apparatus, a computer, and a storage medium, and more particularly, a design method for designing a three-dimensional model having parts whose shapes change before and after assembly. The present invention relates to a CAD apparatus using a design method, a computer program for causing a computer to design a three-dimensional model using such a design method, and a computer-readable storage medium storing such a computer program.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a CAD apparatus is used to design a three-dimensional model composed of a plurality of parts. For example, when the three-dimensional model is a printer, an interference check is performed to detect an interference portion that occurs when various parts constituting the printer are automatically arranged and assembled. An interference location is a location where at least two parts overlap and interfere with each other. When such an interference location is detected, the designer changes the arrangement of components related to the interference location and assembles so that interference does not occur based on the interfering capacitance. Interference check is one of the important factors for improving design quality.
[0003]
The parts to be assembled include parts made of materials whose shapes change before and after the assembly. That is, for example, a soft part (or deformable part) is inserted between two hard parts, the thickness of the soft part before assembly is larger than a predetermined value, and a gap between the two hard parts after assembly is present. When set to a predetermined value or less, the soft part is elastically deformed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional CAD apparatus, soft parts are handled in the same manner as hard parts, and therefore parts whose shape changes before and after assembly are handled in the shape before the shape changes. For this reason, when the parts constituting the three-dimensional model are automatically arranged and assembled, even if the interference part is generated on the CAD, the soft part elastically deforms when the part is actually assembled. May not occur, that is, it may not be necessary to treat the interference point. On the other hand, even if the parts that make up the 3D model are automatically placed and assembled on CAD, there are no interference points when the parts are actually assembled. There is a case where an interference portion is generated due to deformation and enlargement of a dimension in a predetermined direction. In the former case, since interference checks are performed on interference points that do not occur originally, the designer needs to change and assemble parts that are not originally required, or at least change the arrangement of parts. It will be confirmed whether or not. As a result, there is a problem that the load on the designer increases and the design efficiency decreases. Further, in the latter case, since the originally generated interference location cannot be detected at the initial stage of design, the design is changed to remove the interference location at a stage where the design has progressed to some extent. Therefore, there is a problem that the load on the designer is further increased and the design efficiency is lowered.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a design method, a CAD device, a computer program, and a storage medium that can reduce a load on a designer and can design a three-dimensional model with high design efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is a method for designing a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes in accordance with an assembly condition, and at least after assembling from the shape dimension of the part before assembly based on parameters including the assembly condition. A first step of automatically obtaining a shape dimension of the deformed part, and a second step of creating a three-dimensional model using the shape dimension of the deformed part. It can be achieved by model design method.
[0007]
In the first step, the shape of the deformed component may be automatically obtained using a table that stores in advance a calculation formula for the shape and size of the deformed component in accordance with the parameter. The parameters may include the assembly conditions and the material.
[0008]
The above-described problem is a CAD apparatus for designing a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to an assembly condition, and based on at least a parameter including the assembly condition, the shape dimension of the part before the assembly Comprising: first means for automatically obtaining the shape of the deformed part after assembly; and second means for creating a three-dimensional model using the shape of the deformed part. This can also be achieved by a CAD device.
[0009]
The above-described problem is a computer program for causing a computer to design a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to an assembly condition, and based on parameters including at least the assembly condition. A first procedure for automatically obtaining a shape of a deformed part after assembling from a shape dimension of the part before assembling; and a method for causing a computer to create a three-dimensional model using the shape of the deformed part. It can also be achieved by a computer program characterized by including two procedures.
[0010]
The above-described problem is a computer-readable storage medium storing a computer program that causes a computer to design a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to assembly conditions. A first procedure for causing a computer to automatically obtain a shape of a deformed part after assembling from a shape dimension of the part before assembling based on at least the parameters including the assembling conditions; and And a second procedure for creating a three-dimensional model by using the shape of the part. This can also be achieved by a computer-readable storage medium.
[0011]
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a design method, a CAD apparatus, a computer program, and a storage medium that can reduce a load on a designer and can design a three-dimensional model with high design efficiency.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the design method, CAD apparatus, computer program, and storage medium according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0013]
【Example】
First, a first embodiment of a CAD apparatus according to the present invention will be described. This embodiment of the CAD apparatus uses the first embodiment of the design method according to the present invention, the first embodiment of the computer program according to the present invention, and the first embodiment of the computer-readable storage medium according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a computer system. FIG. 1 is a perspective view showing a computer system to which the present invention is applied in this embodiment.
[0014]
A computer system 100 shown in FIG. 1 includes a main body 101 that generally includes a CPU, a disk drive, and the like, a display 102 that displays an image on a display screen 102 a according to instructions from the main body 101, and various information input to the computer system 100. Keyboard 103, mouse 104 for designating an arbitrary position on display screen 102a, modem 105 for accessing an external database, etc., downloading a program stored in another computer system, and reproducing sound One or more speakers 121 are provided.
[0015]
A computer that stores a three-dimensional model design function in a computer system 100 that is stored in a portable recording medium such as a disk 110 or downloaded from a recording medium 106 of another computer system using a communication device such as a modem 105. The program (three-dimensional model design software) is input to the computer system 100 and compiled. The storage medium according to the present invention includes a recording medium such as the disk 110 storing the computer program according to the present invention. The recording medium constituting the storage medium according to the present invention is not limited to a portable recording medium such as a disk 110, an IC card memory, a floppy disk, a magneto-optical disk, or a CD-ROM. Various recording media accessible by a computer system connected via a communication device or communication means are included.
[0016]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a main part in the main body 101 of the computer system 100. In FIG. 1, the main body unit 101 includes a CPU 201 connected by a bus 200, a memory unit 202 including a RAM and a ROM, a disk drive 203 for the disk 110 and a hard disk drive (HDD) 204. In the present embodiment, the display 102, the keyboard 103, and the mouse 104 are also connected to the CPU 201 via the bus 200 as shown in the figure, but they may be directly connected to the CPU 201. The display 102 may be connected to the CPU 201 via a known graphic interface (not shown) that processes input / output image data.
[0017]
The configuration of the computer system 100 is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2, and various known configurations may be used instead. The computer system 100 does not have to be a desktop type, and may be a portable type.
[0018]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. The processing shown in the figure is performed by the CPU 201 shown in FIG.
[0019]
In FIG. 3, a step S1 starts a modeling process and selects parts constituting a three-dimensional model to be designed. Step S2 determines whether or not the selected part is a soft part or a deformable part (hereinafter simply referred to as a soft part) made of a material whose shape changes according to the assembly conditions. If NO, the process returns to step S1. On the other hand, if the decision result in the step S2 is YES, a step S3 reads out the selected soft part and its parameters from the library stored in the storage means such as the HDD 204 and displays them on the display 102. When the selected soft part is a coil spring, for example, even if it is the same coil spring, the coil spring having various dimensions and characteristics and its parameters are displayed. In step S4, a soft part to be used for the three-dimensional model is selected on the display 102 using the mouse 104, for example.
[0020]
In step S5, the parameter of the selected soft part is input using the keyboard 103, for example. The input parameters include at least assembly conditions, and may include the material of the selected soft part. The assembly conditions include the dimensions of the space in which the soft parts are accommodated after assembly, the temperature conditions and humidity conditions in which the assembled soft parts are used, and the like. In the storage means such as the HDD 204, a calculation formula for the shape and size of the deformed soft part corresponding to the parameters is stored in advance in a table format. The shape of the deformed soft part after assembly is based on this table. It can be determined automatically.
[0021]
A step S6 executes a process of assembling each part including the deformed soft part after assembling to create a three-dimensional model based on the assembling conditions, and displays the created three-dimensional model on the display 102. In step S7, an interference check is performed on the displayed three-dimensional model, and it is confirmed whether or not the shape of the three-dimensional model is good. In this case, since the interference check is performed on the soft part in the deformed state after the assembly, only the interference that actually occurs after the assembly of the part is detected, and the arrangement of the part that is originally unnecessary is changed and the assembly is performed as in the past. As a result, the load on the designer is greatly reduced. If there is an interference location or the shape of the 3D model is not good, the determination result in step S7 is NO, and the process returns to step S3. On the other hand, if the decision result in the step S7 is YES, a step S8 decides whether or not to end the modeling process, and if the decision result is NO, the process returns to the step S1 and if the decision result is YES, the process Ends.
[0022]
FIG. 4 is a perspective view showing a soft part. In the figure, the soft component 300 is made of, for example, a rubber sheet used to absorb vibration. Regarding the shape and size of the soft part 300, the length in the x-axis direction is X, the length in the y-axis direction is Y, and the length in the z-axis direction is Z.
[0023]
FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation formula table. In the figure, in the table, a calculation formula for obtaining the length X, Y, Z of the deformation state of the soft part 300 for at least the specifications A to D according to the assembly conditions among the parameters input in step S5. Is stored.
[0024]
FIG. 6 is a perspective view showing the soft part in a deformed state. In the figure, a deformed soft part 300A shows the soft part 300 in a deformed state. The shape and dimension of the deformable soft part 300A are X × n1 in the x-axis direction, Y × n2 in the y-axis direction, and Z × n3 in the z-axis direction.
[0025]
In the table shown in FIG. 5, for example, for the specification A, the equation for obtaining the shape and dimension of the deformable soft part 300A is X × n1 = X × 1.6 in the x-axis direction and Y in the y-axis direction. × n2 = Y × 1.6, the length in the z-axis direction is Z × n3 = Z × 0.7. In this case, in the specifications A to D, since the deformation amount of the deformable soft part 300A varies depending on the assembly conditions and material of the soft part 300, the values of n1 to n3 are different.
[0026]
7 to 9 are diagrams for explaining the interference check.
[0027]
FIG. 7 is a perspective view illustrating a case where the soft part 300 is provided between the hard parts 301 and 302. In this case, the distance in the z-axis direction between the hard parts 301 and 302 after assembly is assumed to be smaller than the length Z in the z-axis direction of the soft part 300 before assembly.
[0028]
FIG. 8 is a side view for explaining an interference check when creating a three-dimensional model after assembling using the soft part 300 before assembling as in the conventional design method. In this case, since the soft part 300 before assembly is not in a deformed state, an interference portion 310 indicated by hatching in the same figure is detected. However, in the deformed soft part 300A after assembling, no interference part actually occurs. For this reason, in the conventional design method, the arrangement | positioning change and assembly of an unnecessary component are performed as mentioned above, and the burden on a designer is large.
[0029]
It is possible to obtain the deformed soft parts after assembly with respect to the soft parts before assembling in advance. In this case, one deformed soft part is prepared for each soft part before assembling. Even if it is a soft part with the same shape and size, it is necessary to prepare a similar deformed soft part for each material, so assuming that the 3D model consists of a large number of parts, It becomes necessary to manage and store a huge amount of parts, which is not practical.
[0030]
FIG. 9 is a side view for explaining an interference check when a three-dimensional model after assembly is created using the assembled soft part 300A. In the present embodiment, using the above table, the shape dimension of the deformed soft part 300A after assembly is automatically obtained from the shape dimension of the soft part 300 before assembly. In this case, the assembly condition input in step S5 includes the distance in the z-axis direction between the assembled hard parts 301 and 302. Therefore, the deformable soft part 300A has a shape when the parts 300 to 302 are actually assembled, and an accurate interference check can be performed.
[0031]
Needless to say, when the deformed soft part 300A after assembly interferes with other parts in the opposite case, the interference point is detected by the interference check.
[0032]
Further, when the assembly conditions are too strict such that the distance between the assembled hard parts 301 and 302 in the z-axis direction is smaller than the minimum distance Z of the deformable soft part 300A in the z-axis direction, for example, an alarm It is also possible to output a message or the like to notify the designer that the soft component 300 cannot satisfy the assembly conditions.
[0033]
10 and 11 are diagrams for explaining the interference check.
[0034]
FIG. 10 is a perspective view illustrating a case where the soft component 400 is provided between the hard components 401 and 402 on the hard component 403. The soft part 400 is made of a spring member. In this case, the distance in the z-axis direction between the hard parts 401 and 402 after assembly is assumed to be smaller than the length Z in the z-axis direction of the soft part 400 before assembly.
[0035]
FIG. 11 is a side view for explaining an interference check when a three-dimensional model after assembly is created using the assembled soft part 400A. In the present embodiment, using the above table, the shape dimension of the deformed soft part 400A after assembly is automatically obtained from the shape dimension of the soft part 400 before assembly. In this case, the assembly condition input in step S5 includes the distance in the z-axis direction between the assembled hard parts 401 and 402. Therefore, the deformable soft part 400A has a shape when the parts 400 to 403 are actually assembled, and an accurate interference check can be performed.
[0036]
Also, if the assembly conditions are too strict such that the distance in the z-axis direction between the hard parts 401 and 402 after assembly is smaller than the minimum distance Z in the z-axis direction of the deformable soft part 400A, for example, an alarm It is also possible to output a message or the like to notify the designer that the soft part 400 cannot satisfy the assembly conditions.
[0037]
FIG. 12 is a diagram for explaining a library used in step S3 in which soft parts and parameters thereof are stored in a storage unit such as the HDD 204. In the library shown in the figure, for convenience of explanation, the soft part 400 for the specification A, the soft part 500 for the specification B, the soft part 600 for the specification C, and the parameters of these soft parts 400, 500, 600 are stored. ing. These parameters include the deformable soft parts 400A, 500A, 600A for the soft parts 400, 500, 600 and the dimensions h, w1, w2 of the deformed soft parts 400A, 500A, 600A.
[0038]
The soft part is not limited to the rubber sheet or the spring member, and includes various deformable parts such as a sponge member. Furthermore, parts made of materials whose shape changes according to assembly conditions are not limited to soft parts, but various parts made of materials whose shape changes due to thermal expansion etc. according to assembly conditions such as temperature conditions and humidity conditions. Including.
[0039]
Next, a second embodiment of the CAD apparatus according to the present invention will be described. This embodiment of the CAD apparatus uses the second embodiment of the design method according to the present invention, the second embodiment of the computer program according to the present invention, and the second embodiment of the computer-readable storage medium according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a computer system. FIG. 13 is a functional block diagram of a computer system to which the present invention is applied in this embodiment. The functional blocks shown in the figure can be basically realized by the computer system 100 shown in FIGS.
[0040]
In FIG. 13, the computer system 100 A generally includes an input / output unit 1 and a control unit 2. The input / output unit 1 includes a storage unit 11 including a storage unit 11a for storing data necessary for creating a three-dimensional model, a display unit 12, a keyboard unit 13, a coordinate pointing device 14, and an interface connected as shown in FIG. (I / F) 15. The storage unit 11 corresponds to the memory unit 202, the disk drive 203, and the HDD 204 shown in FIG. The display unit 12 corresponds to the display 102. The keyboard unit 13 and the coordinate designating device 14 correspond to the keyboard 103 and the mouse 104, respectively.
[0041]
On the other hand, the control unit 2 is connected as shown in FIG. 13, the main control unit 21, the corresponding component recording unit 22, the corresponding component extraction unit 23, the display enhancement control unit 24, the numerical value input unit 25, the calculation unit 26, and the shape generation. Section 27, model replacement section 28, edit definition table 29, and interface (I / F) 30. The main control unit 21 controls operations of the units 22 to 29. Each part 21-29 respond | corresponds to CPU201 shown in FIG. The input / output unit 1 and the control unit 2 are connected to each other via the interfaces 15 and 30. These interfaces 15 and 30 correspond to the bus 200 shown in FIG.
[0042]
14 and 15 are flowcharts for explaining the operation of the second embodiment.
[0043]
In FIG. 14, when the modeling process (or assembling process) is started, step S11 selects parts constituting a three-dimensional model to be designed. Step S12 determines whether or not the selected part is a soft part or a deformable part (hereinafter simply referred to as a corresponding part) made of a material whose shape changes according to the assembly conditions. If NO, the process proceeds to step S14 to be described later. On the other hand, if the decision result in the step S12 is YES, a step S13 reads out the selected corresponding part and its parameters from the library stored in the storage unit 11 and displays them on the display unit 12, as well as the keyboard unit 13 and / or Alternatively, the attribute information is added to the corresponding part based on the input from the coordinate pointing device 14. The attribute information includes information such as marking indicating that the part is subjected to shape editing, an editing interval at the time of assembly, and grouping. Information on the relevant part including the added attribute information is recorded in the storage unit 11 by the relevant part information recording unit 22. At this time, the information of the corresponding part includes, for example, a part number, a part name, a classification code, and the like. After step S13, the process proceeds to step S14.
[0044]
In step S14, based on the input from the keyboard unit 13 and / or the coordinate designating device 14, a three-dimensional model is assembled using a part including the relevant part to create a three-dimensional model. In step S15, it is determined whether or not the assembly operation has been completed. If the determination result is NO, the process returns to step S11. On the other hand, if the decision result in the step S15 is YES, the shape editing process is started. In step S 17, based on the information stored in the storage unit 11, the corresponding part extraction unit 23 extracts the corresponding part from the assembled three-dimensional model. In step S18, it is determined whether or not the setting is to perform automatic shape processing. The automatic shape processing may be set in advance or may be set by input from the keyboard unit 13 or the coordinate designating device 14. If the decision result in the step S18 is YES, the process advances to a step S21 shown in FIG. 15, and if NO, the process advances to a step S31 shown in FIG.
[0045]
In FIG. 15, in step S 21, the display emphasis control unit 24 performs highlighting of the same type of corresponding component, and the same type of corresponding component is displayed in a highlighted state on the display unit 12. The highlighting is not limited to a specific one, and any highlighting may be used as long as it facilitates differentiation from other parts. In step S22, the parameter of the corresponding part is requested, and in step S23, the edit value of the corresponding part, that is, the parameter input from the keyboard unit 13, for example, is input by the numerical value input unit 25. The input parameters include at least assembly conditions, and may include the material of the selected corresponding part. The assembly conditions include the size of the space in which the corresponding part is accommodated after assembly, the temperature condition and humidity condition in which the corresponding part after assembly is used, and the like.
[0046]
The storage unit 11 stores in advance a calculation formula for the shape and size of the corresponding part in the deformed state according to the parameters. The shape of the corresponding part in the deformed state after assembly is automatically determined based on this table. Can be requested. This table is read from the storage unit 11 and transferred to the edit definition table 29. In step S24, based on the input parameter assembly conditions, the calculation unit 26 automatically calculates the shape dimensions of the corresponding parts in the deformed state after assembly using the edit definition table 29. In step S25, the shape of the corresponding part in the deformed state after assembly is automatically generated by the shape generation unit 27 based on the calculation result. In step S26, the model replacement unit 28 replaces the corresponding part before assembly in the three-dimensional model assembled in step S14 with the generated corresponding part in the deformed state after assembly, and assembles the three-dimensional model. The created three-dimensional model is displayed on the display unit 12. In step S27, it is determined whether or not the assembly operation of the three-dimensional model using the corresponding part in the deformed state has been completed. If the determination result is NO, the process returns to step S21, and if the determination result is YES, the process ends. .
[0047]
On the other hand, in step S31, an interference check is performed, and if a part interfering with the corresponding part exists in the three-dimensional model, an interference point is detected. When step S31 is performed for the first time, the corresponding part in the deformed state after assembly is not included in the three-dimensional model, so that no interference point is detected. In step S 32, the display emphasis control unit 24 highlights the relevant part and the related part that interferes with the relevant part, and the relevant part and the relevant part are displayed in a highlighted state on the display unit 12. The highlighting is not limited to a specific one, and any highlighting may be used as long as it facilitates differentiation from other parts. In step S33, for example, when the components 300 to 302 shown in FIG. 7 are assembled on the display unit 12, the gap distance between the components 301 and 302 facing each other is measured manually. In step S34, when the measured distance is input from, for example, the keyboard unit 13, the numerical value input unit 25 inputs the measured distance.
[0048]
In step S 35, based on the input distance, the calculation unit 26 automatically calculates the shape dimension of the corresponding part in the deformed state after assembly using the edit definition table 29. In step S36, the shape generation unit 27 automatically generates the shape of the corresponding part in the deformed state after assembling based on the calculation result. In step S37, the model replacement unit 28 replaces the corresponding part before assembly in the three-dimensional model assembled in step S14 with the generated corresponding part in the deformed state after assembly, and assembles the three-dimensional model. The created three-dimensional model is displayed on the display unit 12. In step S38, it is determined whether or not the assembly operation of the three-dimensional model using the corresponding part in the deformed state has been completed. If the determination result is NO, the process returns to step S31, and if it is YES, the process ends. .
[0049]
Even when the automatic processing of steps S21 to S27 is performed, the interference check may be performed in the same manner as the manual processing of steps S31 to S38.
[0050]
Also in the present embodiment, since the interference check is performed on the corresponding part in the deformed state after assembly, only the interference that actually occurs after the assembly of the part is detected. Since no assembly is performed, the load on the designer is greatly reduced.
[0051]
In addition, this invention also includes the invention attached to the following.
[0052]
(Supplementary note 1) A method for designing a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
A first step of automatically determining a shape dimension of a deformed part after assembly from a shape dimension of the part before assembly based on at least the parameters including the assembly conditions;
And a second step of creating a three-dimensional model using the shape and dimension of the deformed part.
[0053]
(Additional remark 2) The said 1st step calculates | requires automatically the shape of the component of the said deformation | transformation state using the table which stores beforehand the calculation formula of the shape dimension of the deformation | transformation state component according to the said parameter, It is characterized by the above-mentioned. The three-dimensional model design method according to (Appendix 1).
[0054]
(Appendix 3) The three-dimensional model design method according to (Appendix 1) or (Appendix 2), wherein the parameters include the assembly conditions and the material.
[0055]
(Supplementary Note 4) The assembly condition is selected from a size of a space in which a deformed part after assembly is accommodated, a temperature condition and a humidity condition in which the deformed part after assembly is used, The three-dimensional model design method according to any one of (Appendix 1) to (Appendix 3).
[0056]
(Supplementary Note 5) A CAD device for designing a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
First means for automatically obtaining the shape of the deformed part after assembly from the shape and dimension of the part before assembly based on at least the parameters including the assembly conditions;
And a second means for creating a three-dimensional model using the shape of the deformed part.
[0057]
(Additional remark 6) It further has the table which stores beforehand the calculation formula of the shape dimension of the deformation | transformation state component according to the said parameter, The said 1st means uses the said table automatically, and the shape of the said deformation | transformation state component is carried out automatically. The CAD device according to (Appendix 5), characterized in that it is obtained.
[0058]
(Supplementary note 7) A computer program for causing a computer to design a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
A first procedure for causing a computer to automatically obtain a shape of a deformed part after assembling from a shape and dimension of the part before assembling based on at least the parameters including the assembling conditions;
A computer program comprising: a second procedure for causing a computer to create a three-dimensional model using the shape of the deformed part.
[0059]
(Supplementary Note 8) The first procedure causes the computer to automatically obtain the shape of the deformed part using a table that stores in advance a calculation formula for the shape and size of the deformed part according to the parameter. The computer program described in (Appendix 7).
[0060]
(Supplementary note 9) A computer-readable storage medium storing a computer program for causing a computer to design a three-dimensional model having a part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
A first procedure for causing a computer to automatically obtain a shape of a deformed part after assembling from a shape and dimension of the part before assembling based on at least the parameters including the assembling conditions;
A computer-readable storage medium comprising: a second procedure for causing a computer to create a three-dimensional model using the shape of the deformed part.
[0061]
(Additional remark 10) The said 1st procedure makes a computer automatically obtain | require the shape of the component of the said deformation | transformation state using the table which stores beforehand the calculation formula of the shape dimension of the deformation | transformation state component according to the said parameter. The computer-readable storage medium according to (Appendix 9), wherein
[0062]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.
[0063]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the design method, CAD apparatus, computer program, and storage medium which can reduce the load to a designer and can design a three-dimensional model with high design efficiency are realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a computer system to which the present invention is applied in a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a main part in a main body of the computer system.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment;
FIG. 4 is a perspective view showing a soft part.
FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation formula table;
FIG. 6 is a perspective view showing a soft part in a deformed state.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a case where soft parts are provided between hard parts.
FIG. 8 is a side view for explaining an interference check when a three-dimensional model is created using soft parts before assembly.
FIG. 9 is a side view for explaining an interference check when a three-dimensional model is created using soft parts after assembly.
FIG. 10 is a side view for explaining a case where soft parts are provided between hard parts.
FIG. 11 is a side view illustrating an interference check when a three-dimensional model is created using soft parts after assembly.
FIG. 12 is a diagram illustrating a library.
FIG. 13 is a functional block diagram showing a computer system to which the present invention is applied in the second embodiment.
FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment;
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment;
[Explanation of symbols]
1 storage
2 Control unit
29 Edit definition table
100 computer system
102 display
103 keyboard
104 mouse
110 disks
201 CPU
204 HDD
300-302,400-403,500,600 parts
300A, 400A, 500A, 600A Deformed parts

Claims

組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる第１の部品を有する三次元モデルを、入力手段、記憶手段、処理手段及び表示手段を有するコンピュータシステムにより設計する設計方法であって、
該入力手段により入力された少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の第１の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の第１の部品の形状寸法を、該記憶手段に予め格納されている前記パラメータに応じた変形状態の第１の部品の形状寸法の計算式を用いて該処理手段により自動的に求める第１のステップと、
前記変形状態の第１の部品の形状寸法と、前記組み立て条件に応じて形状が変化しない材料からなる第２の部品とで構成される三次元モデルを該処理手段により組み立てて該表示手段に表示する第２のステップとを含み、
前記組み立て条件は、組み立て後の変形状態の第１の部品が収容される空間の寸法、組み立て後の変形状態の第１の部品が使用される温度条件及び湿度条件の中から選択されることを特徴とする、三次元モデルの設計方法。A design method for designing a three-dimensional model having a first part made of a material whose shape changes according to assembly conditions by a computer system having an input means, a storage means, a processing means, and a display means,
Based on the parameters including at least the assembly conditions input by the input means, the shape dimensions of the deformed first part from the shape dimensions of the first part before assembly are stored in the storage means in advance. A first step of automatically obtaining by the processing means using a calculation formula for the shape and dimension of the first part in a deformed state in accordance with the parameter,
A three-dimensional model composed of the shape dimension of the deformed first part and a second part made of a material whose shape does not change according to the assembly condition is assembled by the processing means and displayed on the display means And a second step of
The assembly condition is selected from a size of a space in which the deformed first part after assembly is accommodated, a temperature condition and a humidity condition in which the deformed first part is assembled. A characteristic 3D model design method.

前記パラメータは、前記組み立て条件及び前記第１の部品の材料を含むことを特徴とする、請求項１記載の三次元モデル設計方法。 The three-dimensional model design method according to claim 1, wherein the parameter includes the assembly condition and a material of the first part.

組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる第１の部品を有する三次元モデルを設計するＣＡＤ装置であって、
少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータを入力する入力手段と、
該パラメータに応じた変形状態の第１の部品の形状寸法の計算式を予め格納している記憶手段と、
該入力手段により入力された該パラメータに基いて、組み立て前の第１の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の第１の部品の形状寸法を、該記憶手段に格納されている該計算式を用いて自動的に求める第１の処理手段と、
前記変形状態の第１の部品の形状寸法と、前記組み立て条件に応じて形状が変化しない材料からなる第２の部品とで構成される三次元モデルを組み立てる第２の処理手段、
該第２の処理手段により組み立てられた三次元モデルを表示する表示手段とを備え、
前記組み立て条件は、組み立て後の変形状態の第１の部品が収容される空間の寸法、組み立て後の変形状態の第１の部品が使用される温度条件及び湿度条件の中から選択されることを特徴とする、ＣＡＤ装置。A CAD device for designing a three-dimensional model having a first part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
Input means for inputting parameters including at least the assembly conditions;
Storage means for preliminarily storing a calculation formula for the shape and dimension of the first component in a deformed state according to the parameter;
Based on the parameters input by the input means, the calculation formula stored in the storage means is the shape dimension of the first part in the deformed state after assembly from the shape dimension of the first part before assembly . A first processing means automatically obtained using
Second processing means for assembling a three-dimensional model composed of the shape and size of the deformed first part and a second part made of a material whose shape does not change according to the assembly conditions;
Display means for displaying the three-dimensional model assembled by the second processing means,
The assembly condition is selected from a size of a space in which the deformed first part after assembly is accommodated, a temperature condition and a humidity condition in which the deformed first part is assembled. A CAD device that is characterized.

前記第２の処理手段で組み立てられた三次元モデルに対して干渉チェックを行い、該第１の部品と該第２の部品とが組み立てられて該三次元モデルを構成する際に発生する干渉箇所を検出する第３の処理手段を備えたことを特徴とする、請求項３記載のＣＡＤ装置。 Interference check is performed on the three-dimensional model assembled by the second processing means, and the first part and the second part are assembled to form the three-dimensional model. The CAD apparatus according to claim 3, further comprising a third processing unit that detects the error.

同一種類の部品、或いは、前記第３の処理手段で検出された互いに干渉する部品を強調された状態で前記表示手段に表示する第４の処理手段を備えたことを特徴とする、請求項４記載のＣＡＤ装置。 5. The apparatus according to claim 4, further comprising: fourth processing means for displaying the same type of parts or the parts that interfere with each other detected by the third processing means in an emphasized state on the display means. The CAD device described.

コンピュータに、組み立て条件に応じて形状が変化する材料からなる第１の部品を有する三次元モデルの設計を行わせるコンピュータプログラムであって、
該コンピュータに、入力手段により入力された少なくとも前記組み立て条件を含むパラメータに基いて、組み立て前の第１の部品の形状寸法から組み立て後の変形状態の第１の部品の形状を、記憶手段に予め格納されている前記パラメータに応じた変形状態の第１の部品の形状寸法の計算式を用いて自動的に求めさせる第１の手順と、
該コンピュータに、前記変形状態の第１の部品の形状と、前記組み立て条件に応じて形状が変化しない材料からなる第２の部品とで構成される三次元モデルを組み立てて表示手段に表示させる第２の手順とを含み、
前記組み立て条件は、組み立て後の変形状態の第１の部品が収容される空間の寸法、組み立て後の変形状態の第１の部品が使用される温度条件及び湿度条件の中から選択されることを特徴とする、コンピュータプログラム。A computer program for causing a computer to design a three-dimensional model having a first part made of a material whose shape changes according to assembly conditions,
Based on the parameters including at least the assembly conditions input to the computer by the input means, the shape of the first part in the deformed state after assembly from the shape dimension of the first part before assembly is stored in the storage means in advance. A first procedure for automatically obtaining using a calculation formula of the shape and dimension of the first part in a deformed state according to the stored parameter;
The computer causes the computer to assemble and display on the display means a three-dimensional model composed of the shape of the deformed first part and the second part made of a material whose shape does not change according to the assembly conditions. 2 procedures,
The assembly condition is selected from a size of a space in which the deformed first part after assembly is accommodated, a temperature condition and a humidity condition in which the deformed first part is assembled. A computer program characterized.