JPWO2006137144A1 - 機器設計支援方法、プログラム及びシステム - Google Patents
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Abstract
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリ16から実装対象となる部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成する。低部品形状削除部30は、部品モデルライブラリ16に格納された部品モデルから指定された高さまでの低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる。低部品代替モデル作成部32は、プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する。
Description
本発明は、機器の筐体設計で使用する電子部品を実装したプリント板の3次元モデルを作成する機器設計支援方法、プログラム及びシステムに関し、特に、プリント板上に組み込んだ電子部品を簡略的に表現したプリント板簡略モデルを作成する機器設計支援方法、プログラム及びシステムに関する。
従来、3次元CADを利用した情報処理装置等の機器の筐体設計にあっては、筐体内に組み込むプリント板の3次元のプリント板モデルを作成して取り込み、小型化と高密度化に対応するため設計作業を進めている。
このような機器の筐体設計において3次元CADシステムの処理性能を維持するためには、3次元CADに取り込んだプリント板モデルを簡略化する方法が要求されている。
図1は従来の3次元CADシステムによるプリント板モデルの作成機能である。図1において、3次元CAD200は、部品情報ファイル202の部品外形情報に基づき部品モデルライブラリ作成部204で部品種別毎に3次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリ206に格納する。実装部品モデル作成部208は、部品モデルライブラリ206からプリント板に実装する多数の実装部品モデルを作成する。
一方、未実装プリント板モデル作成部212は、プリント板情報ファイル210の基板外形情報と基板厚さ情報から3次元のプリント板モデルを作成する。実装プリント板モデル作成部214は、未実装プリント板モデル作成部212で作成したプリント板モデルに実装部品モデルを実装位置情報に基づいて組み込んで、例えば図2のような実装プリント基板モデル218を作成する。
簡略化プリント板モデル作成部216は、プリント板上に搭載されている個々の部品のサイズ、例えば高さ等をチェックし、ユーザが指定した高さ以下の部品を削除し、例えば図3のような簡略化されたプリント板簡略モデル220を作成する。
図4は従来のプリント板モデルの簡略化処理のフローチャートである。図4において、ステップS1でユーザによる削除対象となる部品サイズ、例えば高さが指定され、ステップS2で図2のように完成したプリント板モデル上の実装部品を1つ抽出し、ステップS3で部品サイズが指定値以下か否かチェックする。部品サイズが指定値以下であればステップS4でその部品を削除する。このステップS2〜S4の処理をステップS5でプリント板モデル上の全部品を処理するまで繰り返す。
このような実装済み部品モデルのサイズをチェックし、ユーザ指定するサイズ以下の部品を削除する方法は、例えばOne Space Designer(CoCreate社製、3D−CADシステム)にて商品化されている。
特開平9−237285号公報
特開2003−167928号公報
しかしながら,このような従来のプリント板モデルの簡略化方法にあっては、処理対象となるプリント板モデル218上には、図3からも明らかなように、膨大な数の電子部品モデルが搭載されているため、これらの部品モデルを抽出して高さ等のサイズを1点ずつチェックしているため、膨大な時間がかかる。
またユーザ指定するサイズ以下の部品を削除すると、図4のように、簡略化されたプリント板簡略モデル220が作成され、プリント板モデルをディスプレイ上で表現する際の処理負担は軽減されるが、部品削除により簡略化したモデルを使用して筐体設計を進めると、干渉等の設計ミスを発生させる原因となる。
これは設計者が、削除した電子部品が搭載される位置に電子部品が無いものと考えて設計を進めるためであり、削除している電子部品と筐体等の新たに設計した物との間で、干渉等の設計ミスを発生させる原因となる。
このような詳細な干渉チェック等を実施するためには、電子部品を削除する前のプリント板モデルを使用することになるが、プリント板上に搭載されている部品が非常に多いため、チェックに多大な時間を要するという問題が起きる。
本発明は、部品削除が簡単にでき且つ干渉等の設計ミスを未然に防止するプリント板モデルの簡略化を可能とする機器設計支援方法、プログラム及びシステムを提供することを目的とする。
本発明は、機器設計支援方法を提供する。本発明の機器設計支援方法は、コンピュータに、
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
ここで、実装プリント板モデルに組み込まれた実装部品モデルは、部品モデルライブラリに格納された対応する部品モデルのデータを共有し、部品モデルの形状変更に連動して実装部品モデルの形状が変更される。
低部品代替モデル作成ステップは、部品実装エリアを底面として指定高さだけ高さ方向に移動して形成される立体形状の低部品代替モデルを作成して組み込む。
低部品形状削除ステップは、削除する部品モデルの高さを情報指定部によるユーザの指定高さとする。
プリント板モデル作成ステップは、
部品情報に基づいて部品種別毎に3次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップと、
部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップと、
プリント板情報から3次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップと,
プリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント基板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップと、
を備える。
部品情報に基づいて部品種別毎に3次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップと、
部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップと、
プリント板情報から3次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップと,
プリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント基板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップと、
を備える。
本発明は、機器設計支援プログラムを提供する。本発明の機器設計支援プログラムは、コンピュータに、
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
本発明は、機器設計支援システムを提供する。本発明の機器設計支援システムは、
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除部と、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成部と、
を備えたことを特徴とする。
部品の種別単位に作成された3次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された3次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除部と、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成部と、
を備えたことを特徴とする。
なお、本発明による機器設計支援プログラム及びシステムの詳細は,本発明の機器設計支援方法の場合と基本的に同じになる。
また本発明による機器設計支援方法の別の形態にあっては、コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする。
この機器設計支援方法は、部品モデルライブラリの部品モデルに対し指定高さ以下の部分を削除するのではなく、指定高さ以上の部品モデルを生成し、これと指定高さ未満の部分を代替した低部品代替モデルと組合わせて簡易モデルを生成している。
また本発明による機器設計支援プログラムの別の形態にあっては、コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させる。
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させる。
更に、本発明による機器設計支援システムの別の形態にあっては、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成部と、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成部と、
を備えたことを特徴とする。
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成部と、
プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、プリント板モデル上には、同一種類の部品モデルが多数搭載されており、プリント板モデル上の実装部品モデルではなく、部品モデルライブラリに格納された種別毎の部品モデルを対象に、指定された高さ以下の部品モデルを削除することで、簡略化のために処理対象とする部品モデルの数を大幅に低減し、簡略化に要する処理時間を大幅に短縮することができる。この場合、指定された高さを越える部品モデルは、指定高さ以下の部分が削除されることになる。
ここで、プリント板モデル上の実装部品モデルはライブラリ上の部品モデルとデータが共有状態にあるため、ライブラリの部品モデルのデータを削除すると、対応するプリント板モデル上の実装部品モデルに反映されて削除されることとなり、多数の実装部品モデルの中から指定高さ以下のものを抽出して削除する処理が不要となり、プリント基板モデルの簡略化に要する処理時間を短縮することができる。
また実装プリント板モデルにおける部品モデルの削除部分及び指定高さを超える部品モデルの削除部分に対し、部品実装エリアを底面として指定高さに移動した立体形状をもつ単一の低部品代替モデルを組み込むことで、プリント板簡略モデルであっても、削除した部品を含む最大領域が低部品代替モデルで表現され、簡略モデルを使用した筐体設計の際に、新たに設計した物と干渉等を起す設計ミスを未然に防止することができる。また設計完了時の干渉チェック等も簡略モデルを使用してできるため、設計検証に要する処理時間を短縮することができる。
図5はプリント板モデルを簡略化する本発明の3次元CADシステムの機能構成のブロック図である。図5において、3次元CADシステム10は部品情報ファイル12、部品モデルライブラリ作成部14、部品モデルライブラリ16、実装部品モデル作成部18、未実装プリント板モデル作成部22、実装プリント板モデル作成部24、簡略モデル作成部26及び情報指定部28で構成されている。
部品モデルライブラリ作成部14は部品情報ファイル12の部品情報に基づいてプリント基板に実装する部品の種別毎に3次元の部品モデルを作成し、部品モデルライブラリ16に格納する。部品情報ファイル12には部品種別ごとに部品外形情報58と実装位置情報60が格納されており、このような部品情報としては、基板レイアウトに関する業界標準フォーマットとして知られた例えばIDF(Intermediate Data Format)のデータ形式で作成された情報である。
実装部品モデル作成部18は部品モデルライブラリ16からプリント板上に実装する1または複数の実装部品モデルを作成する。ここで部品モデルライブラリ16に格納された部品モデルのデータは、実装部品モデル作成部18で作成される1または複数の実装部品モデルに共有されている。即ち、ライブラリ部品モデルと実装部品モデルのデータは共有状態にある。
データの共有状態とは、部品モデルライブラリ16が割り当てられたメモリ上のある部品モデルのデータの格納アドレスと同一アドレスを実装部品モデルが指定している関係である。このためデータ共有状態にあるライブラリ部品モデルについてデータ内容を変更すると、同じデータのメモリアドレスを参照している実装部品モデル作成部18に変更内容が反映され、ライブラリ部品モデルに連動して1又は複数の実装部品モデルの形状が変更されることになる。
未実装プリント板モデル作成部22は、プリント板情報ファイル20に格納されたプリント板情報から部品が実装される前の3次元のプリント板モデルを作成する。プリント板情報ファイル20に格納されたプリント板情報としては、基板外形情報62、基板厚さ情報64及び実装エリア情報66が含まれている。これらのプリント板情報の部品情報と同様、IDFのデータ形式を持つ情報が使用されている。尚、実装エリア情報66とはプリント板上の部品実装許容エリアであり、それ以外のエリアは部品実装禁止エリアを意味することになる。
実装プリント板モデル作成部24は未実装プリント板モデル作成部22で作成されたプリント板モデルに実装部品モデル作成部18で作成された実装部品モデルを実装位置情報60に基づいて組み込み、実装プリント板モデルを作成する。
簡略モデル作成部26には低部品形状削除部30と低部品代替モデル作成部32が設けられている。簡略モデル作成部26は実装プリント板モデル作成部24で作成された3次元の実装プリント板モデルを対象に、実装部品モデルの表現状態を簡略化する処理を実行する。
低部品形状削除部30は情報指定部28によりユーザが指定した対象モデル高さHを入力し、実装プリント板モデルから指定された高さH以下の実装部品モデルを削除すると共に指定高さHを超える実装部品モデルについては指定高さH以下の低部品形状を削除する処理を行う。
低部品形状削除部30による指定高さH以下の部品モデルの形状削除処理は、実装プリント板モデルを対象に行うと処理が煩雑になることから、本発明にあっては、部品モデルライブラリ16の部品モデルを対象に指定高さH以下の部品モデルを削除する処理を実行する。もちろん指定高さを超える部品については指定高さ以下の低部品形状を削除することになる。
このように部品モデルライブラリ16に格納している種別毎の部品モデルを対象に低部品形状削除部30が指定高さH以下の部品モデルの削除及び指定高さHを超える部品については指定高さH以下の低部品形状の削除を行うことで、ライブラリ部品データと実装プリント板モデルに組み込まれた実装部品モデルはデータ共有状態にあるため、低部品形状削除部30によるライブラリ部品モデルの削除あるいは低部品形状の削除によるデータ変更があると、この変更されたデータ内容はデータ共有状態にある実装部品モデルにそのまま反映され、実装プリント板モデルに組み込んでいる対応する実装部品モデルの形状が変更される。
低部品代替モデル作成部32は、プリント板情報ファイル20から得られた実装エリア情報66と情報指定部28によりユーザが指定した指定高さHに基づいて、低部品モデル形状削除部30による部品モデルの削除部及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成し、削除処理が行われた実装プリント板モデルに低部品代替モデルを組みこんで、プリント板簡略モデルを作成する。
3次元CADシステム10で作成された実装プリント板モデル及び簡略モデル作成部26で作成されたプリント板簡略モデルは必要に応じて出力ファイル34に格納され、出力ファイル34のプリント板簡略モデルを使用して機器の筐体設計などを行うことになる。
図6は図5の3次元CADシステムが実現されるコンピュータのハードウェア環境の説明図である。図6において、MPU100のバス102にはRAM104、ROM106、ハードディスクドライブ108、キーボード112、マウス114及びディスプレイ116を接続した入出力デバイスコントローラ110更にネットワークアダプタ118が接続されている。
ハードディスクドライブ108には本発明によるプリント板簡略モデルを作成するための3次元CADプログラムがローディングされており、コンピュータの起動時にハードディスクドライブ108から呼び出されて、RAM104上に展開しMPU100により実行される。
図7は図5の簡略モデル作成部26に設けた低部品形状削除部30による削除処理の説明図である。図7(A)は部品モデルライブラリ16に格納された3次元のライブラリ部品モデルであり、3種類のライブラリ部品モデル36,38,40を示している。このようなライブラリ部品モデル36,38,40に対象にユーザが情報指定部28により削除しようとする高さHを指定すると、この指定高さHに基づき、図7(B)のようにライブラリ部品モデル36,38,40のそれぞれに対し指定高さH以下の部分を削除する処理を実行する。
この削除処理によりライブラリ部品モデル36,38は指定高さHより高い部品であることから、指定高さH以下の部分が削除部分42,44として削除される。これに対しライブラリ部品モデル40は指定高さH以下の部品であるため、部品全体の削除部分46となり、結果としてライブラリ部品モデル40は削除されることになる。
図7(C)は図7(A)のライブラリ部品モデル36,38,40に基づいて作成された実装部品モデルをプリント板モデルに組み込んで作成して実装プリント板モデルの説明図である。この例ではプリント板モデル45の表面と裏面にライブラリ部品モデル36から作成した2つの実装部品モデル36−1,36−2が組み込まれ、またライブラリ部品モデル38から作成した2つの実装部品モデル38−1,38−2が表側に組み込まれ、更にライブラリ部品モデル40から作成した4つの実装部品モデル40−1〜40−4が表面及び裏面に組み込まれている。
この図7(C)のような実装プリント板モデルが作成された状態で、図7(B)のように低部品形状削除部30により指定高さH以下の削除処理を行うと、ライブラリ部品モデル36,38,40に対する指定高さH以下の部分を削除した削除部分42,44,46によるデータ変更の結果は、ライブラリ部品モデルと実装部品モデルの間でデータ共有状態があるため、図7(D)のように、図7(B)の低部品部分形状を削除した変更後のライブラリ部品モデル36,38,40の形状がプリント板モデル45に組み込んでいる実装部品モデル36−1,36−2,38−1,38−2及び40−1〜40−4に反映される。
このとき指定高さH以下のライブラリ部品モデル40については削除されていることから、プリント板モデル45上のデータ共有状態にある部品実装モデル40−1〜40−4は全て削除されることになる。また指定高さHより高いライブラリ部品モデル36,38に対応した実装部品モデル36−1,36−2,38−1,38−2については、指定高さH以下の低部品形状が削除される形に変更される。
図8は図5の簡略モデル作成部26に設けた低部品代替モデル作成部32による低部品代替モデルの作成処理の説明図である。図8(A)はプリント板情報に含まれる実装エリア情報66に基づいて作成された部品実装エリア48であり、部品実装エリア48はプリント基板の表面すなわち部品の底面に位置する2次元モデルである。
この2次元モデルである底面の部品実装エリア48について、図8(B)のように、情報指定部28によるユーザの指定高さHだけ上方に引き上げる移動を行うことで、その移動軌跡として形成される3次元形状の低部品代替モデル50を作成する。この低部品代替モデル50は、プリント基板における独立した部品実装エリアごとに作成されることになるが、プリント板上で部品実装禁止エリアにより分割されない限り、単一の低部品代替モデルが作成される。
図9は図5の簡略モデル作成部26の低部品代替モデル作成部32で作成された低部品代替モデルを低部品削除モデルに組み込む処理の説明図である。図9において、低部品削除モデル52は、図7(B)(D)のように、部品モデルライブラリ16の部品モデルに対する指定高さH以下の低部品部分の削除で得られたモデルであり、一方、低部品代替モデル50は、図8のように、部品実装エリア48を底面として指定高さHに引き上げて形成された立体形状を持つモデルである。
この例ではプリント板モデル45の表面と裏面に部品実装が行われて指定高さHによる削除が行われることから、表面用の低部品代替モデル50−1と裏面用の低部品代替モデル50−2を作成している。そして低部品削除モデル52に対し低部品代替モデル50における2つの低部品代替モデル50−1,50−2を組み込みことで、プリント板簡略モデル54が作成される。
プリント板簡略モデル54は指定高さH以下の部品はすべて削除されており、また削除された指定高さH以下の部品を含む指定高さまでの部品実装エリア48は低部品代替モデル50−1,502が配置されている。このような簡略モデル54を筐体設計などに使用することで、多数の指定高さH以下の部品モデルはすべて削除されていることから部品モデルのデータ量が大幅に低減しており、プリント板モデルを表現する際の処理負担を低減し、プリント板簡略モデル54を使用した筐体設計などの設計性能を維持することができる。
また指定高さH以下の部品モデルを削除した部分には部品実装エリアと指定高さHで定まる立体形状を持つ低部品代替モデル50−1,50−2が組み込まれているため、プリント板簡略モデル54を使用する設計者にあっては、低部品代替モデル50−1,50−2に干渉しないように新たな物を設計する作業を行うこととなり、プリント板簡略モデル54を使用した筐体設計などにおける干渉などの設計ミスなどの発生を未然に防止することができる。
また筐体設計が完了した後の干渉チェックの処理についても、プリント板簡略モデル54をそのまま使用することができるため、低部品代替モデル50−1,50−2によらずに指定高さH以下の部品モデルを残していた場合の干渉処理に比べ、干渉処理に要する処理負担を大幅に低減し、短時間で干渉チェックを行うことができる。
図10は本発明による簡略化処理を具体的なプリント板モデルについて示した説明図である。図10(A)は簡略化処理が行われていないプリント板モデルであり、プリント板上に高さの低い多数の部品モデルが配置されている。このようなプリント板モデル55に対し、図5の簡略モデル作成部26による低部品形状削除処理及び低部品代替モデル作成処理を行うと図10(B)のようなプリント板簡略モデル56を作成することができる。
このプリント板簡略モデル56においてプリント板モデル70の上には単体の指定高さHを持つ低部品代替モデル72が組み込まれており、低部品代替モデル72上に指定高さHより高い部品モデルの部分が飛び出した形で組み込まれている。また低部品代替モデル72の左コーナー側のくり抜き部分にはプリント板モデル70における部品実装禁止エリア74であることから、この部分は除いた形としている。
この図10(B)のプリント板簡略モデル56を図10(A)の簡略化前のプリント板モデル55と比較してみると、指定高さH以下の部品モデルを削除することでプリント板簡略モデル56にあっては表現される部品モデルの数が大幅に低減されていることがわかる。また削除した部品モデルの部分については指定高さHを持つ立体形状の低部品代替モデル72が組み込まれているため、指定高さH以下のモデルを削除していたとしても低部品代替モデル72によって削除している部品モデルの存在が設計者に認識され、簡略モデル56を使用した筐体設計などにおいて後で設計した物との干渉を起こすことなく適切な設計作業が実現できる。
図11は図5の簡略モデル作成部26における簡略化処理のフローチャートである。図11において、簡略化処理はステップS1でユーザーによる削除対象部品の高さ指定を読み込み、ステップS2で部品モデルライブラリ16に格納している部品モデルを1つ抽出し、ステップS3で部品モデルから指定高さHを削除したモデルに変更する。この場合、部品モデルが指定高さH以下であった場合はこの部品モデルは削除されることになる。また指定高さHより高い部品モデルについては指定高さHの低部品形状を削除したモデルに変更される。
このモデル変更が済むとステップS4で変更部品モデルは実装プリント基板上の実装部品モデルに反映される。これは両者のデータ共有状態に基づくものである。続いてステップS5で部品モデルライブラリ16における全部品モデルの処理が終了したか否かチェックし、未終了であればステップS2に戻り、すべての部品モデルを処理するまでステップS2からの処理を繰り返す。
ステップS5で部品モデルライブラリ16の全部品モデルの処理が終了判別されると、ステップS6に進み部品実装エリアと指定高さHに基づき低部品代替モデルを作成し、ステップS7で低部品を削除した実装プリント板モデルに低部品代替モデルを組み込み、プリント板簡略モデルを作成する。
また本発明は図5の3次元CADシステムを実現する図6のコンピューターにより実行されるプログラムを提供するものであり、このプログラムは図11のフローチャートを実行することになる。
さらに図11の簡略化処理のプログラムは、図5の3次元CADシステム10が備えている基本的な機能である簡略化前のプリント板モデルを作成するプログラムの処理ルーチンに追加的に設けられることになる。
このプリント板モデルを作成するための基本的なプログラム、すなわちプリント板モデル作成プログラムは次の作成処理ステップを備えることとなる。
(1)部品情報に基づいて部品種別ごとに3次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップ。
(2)部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップ。
(3)プリント板情報から3次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップ。
(4)未実装プリント板モデルに実装プリント板モデルを組み込んで、実装プリント板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップ。
(1)部品情報に基づいて部品種別ごとに3次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップ。
(2)部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップ。
(3)プリント板情報から3次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップ。
(4)未実装プリント板モデルに実装プリント板モデルを組み込んで、実装プリント板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップ。
また上記の実施形態にあっては、低部品形状削除部30により部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に前記指定高さを超える部品モデルについては指定高さ以下の低部品形状を削除して実装プリント板モデルに反映させ、低部品代替モデル作成部32によりプリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの削除部分及び低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成しているが、本発明の別の形態として、
(1)低部品代替モデル作成部32の代わりに、部品モデルライブラリ16に格納された部品モデルから指定された高さの超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成部を設け、
(2)低部品代替モデル作成部32は、プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成するようにしても良い。
(1)低部品代替モデル作成部32の代わりに、部品モデルライブラリ16に格納された部品モデルから指定された高さの超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成部を設け、
(2)低部品代替モデル作成部32は、プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成するようにしても良い。
この機器設計支援システムの変形は、機器設計支援方法及びプログラムとしても実施可能であり、次の手順をコンピュータに実行させる。
(1)部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリ16から実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップ。
(2)部品モデルライブラリ16に格納された部品モデルから指定された高さの超える部品モデルを生成して実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップ。
(3)プリント基板の部品実装エリアと指定高さに基づいて実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップ。
尚、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、また上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
Claims (18)
- コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に前記指定高さを超える部品モデルについては前記指定高さ以下の低部品形状を削除して前記実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記実装部品モデルの削除部分及び前記低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする機器設計支援方法。
- 請求項1記載の機器設計支援方法に於いて、前記実装プリント板モデルに組み込まれた実装部品モデルは、前記部品モデルライブラリに格納された対応する部品モデルのデータを共有し、前記部品モデルの形状変更に連動して前記実装部品モデルの形状が変更されることを特徴とする機器設計支援方法。
- 請求項1記載の機器設計支援方法に於いて、前記低部品代替モデル作成ステップは前記部品実装エリアを底面として前記指定高さだけ高さ方向に移動して形成される立体形状の低部品代替モデルを作成して組み込むことを特徴とする機器設計支援方法。
- 請求項1記載の機器設計支援方法に於いて、前記低部品形状削除ステップは、削除する部品モデルの高さを情報指定部によるユーザの指定高さとしたことを特徴とする機器設計支援方法。
- 請求項1記載の機器設計支援方法に於いて、前記プリント板モデル作成ステップは、
部品情報に基づいて部品種別毎に三次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップと、
前記部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップと、
プリント板情報から三次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップと,
前記プリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント基板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップと、
を備えたことを特徴とする機器設計支援方法。
- コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に前記指定高さを超える部品モデルについては前記指定高さ以下の低部品形状を削除して前記実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除ステップと、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記部品モデルの削除部分及び前記低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする機器設計支援プログラム。
- 請求項6記載の機器設計支援プログラムに於いて、前記実装プリント板モデルに組み込まれた実装部品モデルは、前記部品モデルライブラリに格納された対応する部品モデルのデータを共有し、前記部品モデルの形状変更に連動して前記実装部品モデルの形状が変更されることを特徴とする機器設計支援プログラム。
- 請求項6記載の機器設計支援プログラムに於いて、前記低部品代替モデル作成ステップは前記部品実装エリアを底面として前記指定高さだけ高さ方向に移動して形成される立体形状の低部品代替モデルを作成して組み込むことを特徴とする機器設計支援プログラム。
- 請求項6記載の機器設計支援プログラムに於いて、前記低部品形状削除ステップは、削除する部品モデルの高さを情報指定部によるユーザの指定高さとしたことを特徴とする機器設計支援プログラム。
- 請求項6記載の機器設計支援プログラムに於いて、前記プリント板モデル作成ステップは、
部品情報に基づいて部品種別毎に三次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成ステップと、
前記部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成ステップと、
プリント板情報から三次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成ステップと,
前記プリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント基板モデルを作成する実装プリント板モデル作成ステップと、
を備えたことを特徴とする機器設計支援プログラム。
- 部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さ以下の部品モデルを削除する共に前記指定高さを超える部品モデルについては前記指定高さ以下の低部品形状を削除して前記実装プリント板モデルに反映させる低部品形状削除部と、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記部品モデルの削除部分及び前記低部品形状の削除部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成部と、
を備えたことを特徴とする機器設計支援システム。
- 請求項11記載の機器設計支援システムに於いて、前記実装プリント板モデルに組み込まれた実装部品モデルは、前記部品モデルライブラリに格納された対応する部品モデルのデータを共有し、前記部品モデルの形状変更に連動して前記実装部品モデルの形状が変更されることを特徴とする機器設計支援システム。
- 請求項11記載の機器設計支援システムに於いて、前記低部品代替モデル作成部は前記部品実装エリアを底面として前記指定高さだけ高さ方向に移動して形成される立体形状の低部品代替モデルを作成して組み込むことを特徴とする機器設計支援システム。
- 請求項11記載の機器設計支援システムに於いて、前記低部品形状削除部は、削除する部品モデルの高さを情報指定部によるユーザの指定高さとしたことを特徴とする機器設計支援システム。
- 請求項11記載の機器設計支援システムに於いて、前記プリント板モデル作成部は、
部品情報に基づいて部品種別毎に三次元の部品モデルを作成して部品モデルライブラリに格納するライブラリ作成部と、
前記部品モデルライブラリからプリント板に実装する実装部品モデルを作成する実装部品モデル作成部と、
プリント板情報から三次元のプリント板モデルを作成する未実装プリント板モデル作成部と,
前記プリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント基板モデルを作成する実装プリント板モデル作成部と、
を備えたことを特徴とする機器設計支援システム。
- コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して前記実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とする機器設計支援方法。
- コンピュータに、
部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成ステップと、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して前記実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成ステップと、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
- 部品の種別単位に作成された三次元の部品モデルを格納した部品モデルライブラリから実装対象となる実装部品モデルを作成し、プリント板情報に基づいて作成された三次元のプリント板モデルに前記実装部品モデルを組み込んで実装プリント板モデルを作成するプリント板モデル作成部と、
前記部品モデルライブラリに格納された部品モデルから指定された高さを超える部品モデルを生成して前記実装プリント板モデルに反映させる高部品モデル生成部と、
前記プリント基板の部品実装エリアと前記指定高さに基づいて前記実装部品モデルの指定高さ以下の部分を代替する単一の低部品代替モデルを作成して組み込むことによりプリント板簡略モデルを作成する低部品代替モデル作成部と、
を備えたことを特徴とする機器設計支援システム。
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