(57)【要約】【課題】３次元ＣＡＤシステムを用いた干渉チェック作業を行う際に用いられるデータを生成するためのデータ処理システムを提供すること。【解決手段】データ処理システムＳは、設計対象とする対象部品の周辺に設けられた１以上の周辺部品の３次元形状データから干渉チェック作業に不要なデータを除く機能を備える。データ処理システムＳは、周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する逆アセンブリ部５３と、形状要素ごとに必要であるか否かを判定する要否判定部５４と、３次元形状データから必要でないと判定された形状要素を除いて得られるチェック用データを出力するチェック用データ出力部５５と、を備える。要否判定部５４は、形状要素が必要であるか否かを、形状要素と対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズム及び形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズムによって判定する。【選択図】図１
2020187424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の対象部品の周辺に設けられた１以上の周辺部品の３次元形状データから干渉チェック作業に不要なデータを除くデータ処理方法であって、
コンピュータが、前記周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する工程と、
コンピュータが、前記形状要素ごとに必要であるか否かを前記対象部品に対する位置関係に基づいて判定する工程と、
コンピュータが、前記３次元形状データから必要でないと判定された形状要素を除いて得られるデータを出力する工程と、を備えることを特徴とするデータ処理方法。
【請求項２】
前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、対象とする形状要素と前記対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズムによって判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
【請求項３】
前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、前記対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズムによって判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理方法。
【請求項４】
前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、対象とする形状要素と前記対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズムによって判定した後、前記距離判定アルゴリズムによって必要であると判定された形状要素が必要であるか否かを、前記対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズムによって判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ処理方法。
【請求項５】
前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを前記距離判定アルゴリズムによって判定する場合、対象とする形状要素と前記対象部品とをつなぐ線分のうち最も短い最短線分を算出するとともに、前記最短線分の長さが所定の長さ閾値より短い場合には必要であると判定し、前記最短線分の長さが前記長さ閾値より長い場合には不要であると判定することを特徴とする請求項２又は４に記載のデータ処理方法。
【請求項６】
前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを前記影判定アルゴリズムによって判定する場合、対象とする形状要素と前記対象部品とをつなぐ線分のうち最も短い最短線分を算出するとともに、前記最短線分が他の周辺部品と交差しない場合には必要であると判定し、前記最短線分が他の形状要素と交差する場合には不要であると判定することを特徴とする請求項３又は４に記載のデータ処理方法。
【請求項７】
前記形状要素は、前記周辺部品の構成面又は前記周辺部品の表面に投影された点群を頂点とするメッシュであることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のデータ処理方法。
【請求項８】
前記判定する工程では、前記形状要素のうち最も前記対象部品に近い最近点と、前記対象部品のうち最も前記形状要素に近い最近点と、を端点とする線分を最短線分として算出するとともに、前記形状要素の表面内及び／又は前記対象部品の表面内で前記最近点を算出する第１最近点算出アルゴリズムと、前記形状要素の外周線内及び／又は前記対象部品の外周線内で前記最近点を算出する第２最近点算出アルゴリズムと、の何れかによって前記最近点及び前記最短線分を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載のデータ処理方法。
【請求項９】
前記コンピュータが、オペレータによる前記第１最近点算出アルゴリズム又は前記第２最近点算出アルゴリズムの選択操作を受け付ける工程を備え、
前記判定する工程では、前記オペレータによって選択されたアルゴリズムに基づいて前記最近点及び前記最短線分を算出することを特徴とする請求項８に記載のデータ処理方法。
【請求項１０】
１以上の対象部品の周辺に設けられた１以上の周辺部品の３次元形状データから干渉チェック作業に不要なデータを除くデータ処理システムであって、
前記周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する手段と、
前記形状要素ごとに必要であるか否かを前記対象部品に対する位置関係に基づいて判定する手段と、
前記３次元形状データから必要でないと判定された形状要素を除いて得られるデータを出力する手段と、を備えることを特徴とするデータ処理システム。
【請求項１１】
請求項１から９の何れかに記載のデータ処理方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象部品の周辺に設けられた周辺部品の３次元形状データから不要なデータを除くデータ処理方法、データ処理システム、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車を構成する複数の部品の構造や形状を設計するにあたり、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システムが広く用いられている。また自動車には、限られた大きさの空間内に複数の部品を互いに干渉しないように配置する必要がある。このため、ある部品の構造や形状を設計する工程の中では、設計対象とする部品（以下、「対象部品」ともいう）が、この対象部品の周辺に配置される複数の部品（以下、「周辺部品」ともいう）と干渉していないかどうかを確認する作業（以下、「干渉チェック作業」ともいう）が適宜行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでオペレータが３次元ＣＡＤシステムを用いて視覚的に干渉チェック作業を行う場合、対象部品とその周辺の複数の周辺部品の３次元形状データをコンピュータで読み込む必要がある。このため、周辺部品の表面形状や内部構造が複雑であったり、確認すべき周辺部品の数が多くなったりすると、干渉チェック作業におけるオペレータやコンピュータにかかる負担が増加してしまう。
【０００５】
本発明は、３次元ＣＡＤシステムを用いた干渉チェック作業を行う際に用いられるデータを生成するためのデータ処理方法、データ処理システム、及びプログラムであって、データの中から干渉チェック作業に不要となる部分を除くことにより、干渉チェック作業におけるオペレータやコンピュータにかかる負担を軽減できるデータ処理方法、データ処理システム、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係るデータ処理方法は、１以上の対象部品（例えば、後述の対象部品６参照）の周辺に設けられた１以上の周辺部品（例えば、後述の周辺部品７，８，９の３次元形状データから干渉チェック作業に不要なデータを除く方法であって、コンピュータ（例えば、後述の演算装置５）が、前記周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する工程（例えば、後述の図６のＳ３の工程参照）と、コンピュータが、前記形状要素ごとに必要であるか否かを前記対象部品に対する位置関係に基づいて判定する工程（例えば、後述の図６のＳ５〜Ｓ６の工程）と、コンピュータが、前記３次元形状データから必要でないと判定された形状要素を除いて得られるデータ（例えば、後述のチェック用データ）を出力する工程（例えば、後述のＳ７の工程参照）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
（２）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、対象とする形状要素と前記対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズム（例えば、後述の距離判定アルゴリズム参照）によって判定することが好ましい。
【０００８】
（３）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、前記対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズム（例えば、後述の影判定アルゴリズム参照）によって判定することが好ましい。
【０００９】
（４）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを、対象とする形状要素と前記対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズムによって判定した後、前記距離判定アルゴリズムによって必要であると判定された形状要素が必要であるか否かを、前記対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズムによって判定することが好ましい。
【００１０】
（５）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを前記距離判定アルゴリズムによって判定する場合、対象とする形状要素と前記対象部品とをつなぐ線分のうち最も短い最短線分を算出するとともに、前記最短線分の長さが所定の長さ閾値より短い場合には必要であると判定し、前記最短線分の長さが前記長さ閾値より長い場合には不要であると判定することが好ましい。
【００１１】
（６）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素が必要であるか否かを前記影判定アルゴリズムによって判定する場合、対象とする形状要素と前記対象部品とをつなぐ線分のうち最も短い最短線分を算出するとともに、前記最短線分が入力された他の周辺部品と交差しない場合には必要であると判定し、前記最短線分が他の形状要素と交差する場合には不要であると判定することが好ましい。
【００１２】
（７）この場合、前記形状要素は、前記周辺部品の構成面又は前記周辺部品の表面に投影された点群を頂点とするメッシュであることが好ましい。
【００１３】
（８）この場合、前記判定する工程では、前記形状要素のうち最も前記対象部品に近い最近点と、前記対象部品のうち最も前記形状要素に近い最近点と、を端点とする線分を最短線分として算出するとともに、前記形状要素の表面内及び／又は前記対象部品の表面内で前記最近点を算出する第１最近点算出アルゴリズムと、前記形状要素の外周線内及び／又は前記対象部品の外周線内で前記最近点を算出する第２最近点算出アルゴリズムと、の何れかによって前記最近点及び前記最短線分を算出することが好ましい。
【００１４】
（９）この場合、前記データ処理方法は、前記コンピュータが、オペレータによる前記第１最近点算出アルゴリズム又は前記第２最近点算出アルゴリズムの選択操作を受け付ける工程を備え、前記判定する工程では、前記オペレータによって選択されたアルゴリズムに基づいて前記最近点及び前記最短線分を算出することが好ましい。
【００１５】
（１０）本発明に係るデータ処理システム（例えば、後述のデータ処理システムＳ）は、１以上の対象部品（例えば、後述の対象部品６）の周辺に設けられた１以上の周辺部品（例えば、後述の第１周辺部品７、第２周辺部品８、及び第３周辺部品９）の３次元形状データから干渉チェック作業に不要なデータを除く機能を備える。データ処理システムは、前記周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する手段（例えば、後述の逆アセンブリ部５３）と、前記形状要素ごとに必要であるか否かを前記対象部品に対する位置関係に基づいて判定する手段（例えば、後述の要否判定部５４）と、前記３次元形状データから必要でないと判定された形状要素を除いて得られるデータを出力する手段（例えば、後述のチェック用データ出力部５５）と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
（１１）本発明に係るプログラムは、コンピュータに（１）から（９）の何れかに記載のデータ処理方法の各工程を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
（１）本発明に係るデータ処理方法において、コンピュータは、周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化し、さらにこれら形状要素ごとに必要であるか否かを、対象とする形状要素と対象部品に対する位置関係に基づいて判定する。またコンピュータは、周辺部品の３次元形状データ（以下、「元データ」ともいう）から、必要でないと判定された形状要素を除いて得られるデータ（以下、「チェック用データ」ともいう）を出力する。よって本発明によれば、１以上の対象部品の周辺に設けられた１以上の周辺部品の元データから、対象部品と周辺部品との位置関係に基づく干渉チェック作業を行う際に不必要な部分を除いたチェック用データを生成することができる。よってオペレータは、本発明によって得られたチェック用データに基づいて干渉チェック作業を行うことにより、元データに基づいて干渉チェック作業を行う場合よりも、干渉チェック作業におけるオペレータやコンピュータにかかる負担を軽減できる。
【００１８】
（２）干渉チェック作業においてオペレータは、対象部品と周辺部品とが接触していないかどうかを視覚的に確認することから、周辺部品のうち対象部品から遠く離れた位置に存在する部分は、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分であるといえる。そこで本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータは、対象とする形状要素と対象部品との間の距離の長さに基づく距離判定アルゴリズムによって、形状要素が必要であるか否かを判定する。よって本発明によれば、周辺部品の元データから、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分のデータを効率的に除くことができる。
【００１９】
（３）干渉チェック作業においてオペレータは、対象部品の表面と周辺部品の表面とが接触していないかどうかを視覚的に確認することから、周辺部品の内部構造の詳細や表面の細かな凹凸構造の詳細は、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分であるといえる。そこで本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータっは、対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づく影判定アルゴリズムによって、形状要素が必要であるか否かを判定する。よって本発明によれば、周辺部品の元データから、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分のデータを効率的に除くことができる。
【００２０】
（４）本発明に係るデータ処理方法では、距離判定アルゴリズムと影判定アルゴリズムとの両方によって、形状要素が必要であるか否かを判定する。よって本発明によれば、周辺部品の元データから、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分のデータを効率的に除くことができる。ところで形状要素が必要であるか否かを判定するために必要な計算量は、距離判定アルゴリズムよりも影判定アルゴリズムの方が多い。そこで本発明では、先に計算量が少ない距離判定アルゴリズムによって形状要素の要否を判定した後、計算量が多い影判定アルゴリズムによって、距離判定アルゴリズムで必要であると判定された形状要素の要否を判定する。これにより、影判定アルゴリズムによって要否を判定する形状要素の数を減らすことができるので、その分だけ全体の計算量を少なくできる。
【００２１】
（５）本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータは、距離判定アルゴリズムによって形状要素の要否を判定する場合、対象とする形状要素と対象部品とをつなぐ線分のうち最も短い最短線分を算出するとともに、最短線分の長さが長さ閾値より短い場合に必要であると判定し、最短線分の長さが長さ閾値より長い場合には不要であると判定する。よって本発明によれば、周辺部品の元データから、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分のデータを効率的に除くことができる。
【００２２】
（６）本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータは、影判定アルゴリズムによって形状要素の要否を判定する場合、対象とする形状要素と対象部品との間の最短線分を算出するとともに、最短線分が他の形状要素と交差しない場合には必要であると判定し、最短線分が他の形状要素と交差する場合には不要であると判定する。よって本発明によれば、周辺部品の元データから、干渉チェック作業を行う際に不必要な部分のデータを効率的に除くことができる。
【００２３】
（７）本発明に係るデータ処理方法では、周辺部品の構成面（すなわち、一般的なＣＡＤデータを構成する面の最小単位）又は周辺部品の表面に投影された点群を頂点とするメッシュを形状要素として周辺部品の３次元形状を細分化する。したがって構成面を形状要素とした場合、細分化にかかる計算量を少なくできる。これに対しメッシュを形状要素とした場合、細分化にかかる計算量が多くなるものの、より形状要素を細かくできるので、その分だけより細かく要否を判定でき、ひいてはより細かい精度で干渉チェック作業に不要なデータを除去できる。
【００２４】
（８）本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータは、形状要素のうち最も対象部品に近い最近点と、対象部品のうち最も形状要素に近い最近点と、を端点とする線分を最短線分として算出するとともに、形状要素の表面内及び／又は対象部品の表面内で最近点を算出する第１最近点算出アルゴリズムと、形状要素の外周線内及び／又は対象部品の外周線内で最近点を算出する第２最近点算出アルゴリズムと、の何れかによって最近点及び最短線分を算出する。ここで第１最近点算出アルゴリズムと第２最近点算出アルゴリズムとを比較すると、第１最近点算出アルゴリズムの方が計算量は多いものの精度良く最短線分を算出でき、第２最近点算出アルゴリズムの方が精度は落ちるものの計算量を少なくできる。よって本発明によれば、周辺部品の形状に応じた精度と速度で最近点及び最短線分を算出できる。
【００２５】
（９）本発明に係るデータ処理方法では、コンピュータは、オペレータによる第１最近点算出アルゴリズム又は第２最近点算出アルゴリズムの選択操作を受け付け、形状要素の要否を判定する際には、オペレータによって選択されたアルゴリズムに基づいて最近点及び最短線分を算出する。これにより、オペレータによる判断の下、周辺部品の形状に応じた適切なアルゴリズムで最近点及び最短線分を算出できる。
【００２６】
（１０）本発明に係るデータ処理システムは、周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化し、これら形状要素ごとに必要であるか否かを、対象とする形状要素と対象部品に対する位置関係に基づいて判定し、周辺部品の元データから、必要でないと判定された形状要素を除いてチェック用データを出力する。よって本発明によれば、１以上の対象部品の周辺に設けられた１以上の周辺部品の元データから、対象部品と周辺部品との位置関係に基づく干渉チェック作業を行う際に不必要な部分を除いたチェック用データを生成することができる。よってオペレータは、本発明によって得られたチェック用データに基づいて干渉チェック作業を行うことにより、元データに基づいて干渉チェック作業を行う場合よりも、干渉チェック作業におけるオペレータやコンピュータにかかる負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ処理システムの構成を示す図である。
【図２】データ処理システムの機能を説明するための図である。
【図３Ａ】第１細分化アルゴリズムで細分化することによって生成される形状要素の例を示す図である。
【図３Ｂ】第２細分化アルゴリズムで細分化することによって生成される形状要素の例を示す図である。
【図４】距離判定アルゴリズムに基づいて形状要素の要否を判定する手順を説明するための図である。
【図５】影判定アルゴリズムに基づいて形状要素の要否を判定する手順を説明するための図である。
【図６】データ処理システムによって実行されるデータ処理方法の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図７】オペレータに対し操作を促す操作画面の一例である。
【図８】図６のデータ処理方法によって生成されるチェック用データの具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ処理システムＳの構成を示す図である。
【００２９】
データ処理システムＳは、オペレータによる自動車の部品の構造や形状の設計作業をコンピュータによって支援する３次元ＣＡＤシステムであり、各種データを記憶するデータ記憶装置１と、オペレータが操作可能な入力装置２と、オペレータが視認可能な表示装置３と、コンピュータである演算装置５と、を備える。
【００３０】
データ記憶装置１は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブ等のハードウェアによって構成される。データ記憶装置１は、複数の部品の３次元形状データを記憶する。ここで３次元形状データとは、既知のＣＡＤソフトウェアで処理可能なファイル形式のＣＡＤデータであり、部品の３次元形状及び配置位置等に関する情報を含む。
【００３１】
入力装置２は、オペレータが操作可能なキーボードやマウス等のハードウェアによって構成される。オペレータは、入力手段２を操作することによって演算装置５へ各種指令を入力する。
【００３２】
表示装置３は、画像を表示可能なＣＲＴや液晶ディスプレイ等のハードウェアによって構成される。この表示装置３の表示部には、オペレータに対して入力装置２による操作を促す画像や、演算装置５による処理結果を示す画像等が表示される。
【００３３】
演算装置５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。演算装置５には、後述の図６のフローチャートに示すデータ処理方法の各ステップを演算装置５に実行させるデータ処理プログラムがインストールされている。これにより演算装置５には、操作受付部５１、データ読込部５２、逆アセンブリ部５３、要否判定部５４、及びチェック用データ出力部５５等の機能モジュールが構成される。
【００３４】
ここで、データ処理システムＳによって実現される機能について説明する。
図２は、データ処理システムＳの機能を説明するための図である。より具体的には、図２は、データ記憶装置１に記憶された複数の部品６，７，８，９の３次元形状データの表示例である。データ処理システムＳは、自動車に搭載される部品の設計作業に含まれる一工程である干渉チェック作業において用いられるデータを生成するために用いられる。
【００３５】
干渉チェック作業とは、設計対象とする１つ以上（図２には、１つのみ図示する）の部品６（以下、「対象部品６」という）が、この対象部品６の周辺に配置される複数（図２には、３つの場合を示す）の部品７，８，９（以下、「第１周辺部品７」、「第２周辺部品８」、及び「第３周辺部品９」という）と干渉していないかどうか、すなわち対象部品６と周辺部品７，８，９との間に適切な大きさのクリアランスが確保されているかどうかを、オペレータが視覚的に確認する作業をいう。
【００３６】
このため干渉チェック作業においてオペレータは、周辺部品７，８，９のうち対象部品６と干渉し得る部分、より具体的には対象部品６に対向する正面７１，８１，９１を重点的に着目する。換言すれば、干渉チェック作業においてオペレータは、周辺部品７，８，９のうち対象部品６と干渉し得ない部分、より具体的には周辺部品７，８，９の内部や背面７２，８２，９２に着目する必要はない。すなわち、データ記憶装置１に記憶された周辺部品７，８，９の３次元形状データのうち、内部や背面７２，８２，９２等の部分のデータは、干渉チェック作業において不必要であるといえる。データ処理システムＳは、データ記憶装置１に記憶された周辺部品７，８，９の元の３次元形状データ（以下、「元データ」ともいう）を読み込み、この元データから、干渉チェック作業において不必要となる部分のデータを除くことにより、干渉チェック作業用の周辺部品７，８，９の３次元形状データ（以下、「チェック用データ」ともいう）を出力する機能を備える。
【００３７】
図１に戻り、操作受付部５１は、表示装置３にオペレータの操作を促す画像（例えば、後述の図７参照）を表示するとともに、オペレータによる入力装置２の操作を受け付ける。ここで操作受付部５１が受け付ける操作には、オペレータがデータ記憶装置１に記憶された複数の部品の３次元形状データの中から対象部品として選択する操作、オペレータがデータ記憶装置１に記憶された複数の部品の３次元形状データの中から周辺部品として選択する操作、オペレータが後述の逆アセンブリ部５３において規定されている複数の細分化アルゴリズムの中から１つを選択する操作、オペレータが後述の要否判定部５４において規定されている複数の線分算出アルゴリズムの中から１つを選択する操作、及びオペレータが各種数値を入力する操作等が含まれる。
【００３８】
データ読込部５２は、データ記憶装置１から１以上の対象部品の３次元形状データ及び１以上の周辺部品の３次元形状データを読み込む。より具体的には、データ読込部５２は、データ記憶装置１に記憶された複数の部品の３次元形状データの中から、操作受付部５１が受け付けた選択操作によって対象部品及び周辺部品として特定される部品の元データを読み込む。
【００３９】
逆アセンブリ部５３は、データ読込部５２によって読み込まれた対象部品及び周辺部品の元データに基づいて、対象部品及び周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する。ここで形状要素とは、部品の一部であって、要否判定部５４における後述の要否判定の最小単位となる部分をいう。逆アセンブリ部５３は、第１細分化アルゴリズムと第２細分化アルゴリズムとの２種類の異なる細分化アルゴリズムによって対象部品及び周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化することが可能となっている。
【００４０】
図３Ａは、第１細分化アルゴリズムで細分化することによって生成される形状要素の例を示す図であり、図３Ｂは、第２細分化アルゴリズムで細分化することによって生成される形状要素の例を示す図である。
【００４１】
逆アセンブリ部５３は、第１細分化アルゴリズムの下では、対象部品及び周辺部品の構成面を形状要素とする。ここで構成面とは、部品の３次元形状を表す複合面を構成する面の一部であり、一般的なＣＡＤデータにおける面の最小単位である。図３Ａには、１つの複合面Ｓａが３つの構成面Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３によって構成される場合を示す。逆アセンブリ部５３は、これら構成面Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３を形状要素とする。このため第１細分化アルゴリズムには、第２細分化アルゴリズムよりも少ない計算量で対象部品及び周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化できる、という利点がある。
【００４２】
また逆アセンブリ部５３は、第２細分化アルゴリズムの下では、対象部品及び周辺部品の表面に投影された複数の点群を頂点とする多角形のポリゴンメッシュを形状要素とする。図３Ｂには、１つの複合面Ｓｂを、８０個のポリゴンメッシュＳｂ１，Ｓｂ２，Ｓｂ３，…，Ｓｂ８０に分割した例を示す。逆アセンブリ部５３は、これらポリゴンメッシュＳｂ１〜Ｓｂ８０を形状要素とする。このように第２細分化アルゴリズムの下で細分化する場合、逆アセンブリ部５３は、対象部品及び周辺部品の元データに点群を投影する処理を行う必要がある。このため第２細分化アルゴリズムには、第１細分化アルゴリズムよりも計算量が多い、という欠点がある。しかしながら第２細分化アルゴリズムの下で細分化する場合、第１細分化アルゴリズムの下で細分化する場合よりも形状要素を細かくできるので、第２細分化アルゴリズムには、第１細分化アルゴリズムよりも細かく形状要素の要否を判定できる、という利点がある。
【００４３】
逆アセンブリ部５３は、第１細分化アルゴリズム及び第２細分化アルゴリズムのうち、操作受付部５１が受け付けた選択操作によって特定される細分化アルゴリズムの下で対象部品及び周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する。
【００４４】
要否判定部５４は、逆アセンブリ部５３における処理によって得られた周辺部品の形状要素ごとに、干渉チェック作業を行う際に必要な部分であるか否かを判定する。より具体的には、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素が必要な部分であるか否かを、面積判定アルゴリズムと、距離判定アルゴリズムと、影判定アルゴリズムと、の３種類のアルゴリズムによって判定する。面積判定アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素の表面積に基づいてその要否を判定する。また距離判定アルゴリズム及び影判定アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素の対象部品の各形状要素に対する位置関係に基づいてその要否を判定する。以下、各判定アルゴリズムの詳細を説明する。
【００４５】
面積判定アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素の表面積を算出するとともに、算出した表面積が所定の面積閾値以下である場合には対象とする形状要素は必要でないと判定し、算出した表面積が上記面積閾値よりも大きい場合には対象とする形状要素は必要であると判定する。なおこの面積閾値は、操作受付部５１が受け付けた入力操作によって特定される値に設定される。
【００４６】
このような面積判定アルゴリズムに基づいて周辺部品の各形状要素の要否を判定することにより、干渉チェック作業において重要度が低いと思われる表面積が小さい形状要素を速やかに除くことができる。また後述の距離判定アルゴリズムや影判定アルゴリズムの計算量は面積判定アルゴリズムの計算量よりも多い。このため、距離判定アルゴリズムや影判定アルゴリズムに基づいて周辺部品の各形状要素の要否の判定を行う前に、この面積判定アルゴリズムに基づいて周辺部品の各形状要素の要否を判定しておくことが好ましい。
【００４７】
図４は、距離判定アルゴリズムに基づいて形状要素の要否を判定する手順を説明するための図である。距離判定アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素が必要であるか否かを、対象とする周辺部品の形状要素と対象部品との間の距離の長さに基づいて判定する。
【００４８】
より具体的には要否判定部５４は、先ず、対象部品の各形状要素Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…のうち判定の対象とする周辺部品の形状要素Ｅ１と最も近い形状要素Ｏ１を選択するとともに、この選択した対象部品の形状要素Ｏ１と判定の対象とする周辺部品の形状要素Ｅ１とをつなぐ線分のうち最も長さが短い最短線分ＬＳを算出する。要否判定部５４は、判定の対象とする形状要素Ｅ１のうち最も対象部品の形状要素Ｏ１に近い最近点Ｐｅと、対象部品の形状要素Ｏ１のうち最も判定の対象とする形状要素Ｅ１に近い最近点Ｐｏと、を算出し、これら最近点Ｐｅ，Ｐｏを端点とする線分を最短線分ＬＳとする。また要否判定部５４は、算出した最短線分ＬＳの長さが予め定められた長さ閾値以下である場合には、対象とする形状要素Ｅ１は必要であると判定し、最短線分ＬＳの長さが上記長さ閾値より長い場合には不要であると判定する。ここで長さ閾値は、操作受付部５１が受け付けた数値入力操作によって特定される値に設定される。
【００４９】
図５は、影判定アルゴリズムに基づいて形状要素の要否を判定する手順を説明するための図である。図５には、判定の対象とする周辺部品の形状要素Ｅ１と対象部品との間に別の周辺部品の形状要素Ｅ２が存在する場合の例を示す。影判定アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の各形状要素が必要であるか否かを、対象部品側から視た場合に対象とする形状要素を遮る遮蔽物の有無に基づいて判定する。
【００５０】
より具体的には要否判定部５４は、先ず、距離判定アルゴリズムと同様の手順によって、対象部品の各形状要素Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…のうち判定の対象とする周辺部品の形状要素Ｅ１と最も近い形状要素Ｏ１を選択するとともに、この選択した対象部品の形状要素Ｏ１と判定の対象とする周辺部品の形状要素Ｅ１とをつなぐ線分のうち最も長さが短い最短線分ＬＳを算出する。また要素判定部５４は、算出した最短線分ＬＳと交差する他の周辺部品の形状要素Ｅ２が存在しない場合、すなわち対象部品の形状要素Ｏ１の最近点Ｐｏから視た場合に形状要素Ｅ１の最近点Ｐｅを遮る周辺部品の形状要素Ｅ２が存在しない場合には、対象とする形状要素Ｅ１は必要であると判定する。また要素判定部５４は、最短線分ＬＳと交差する他の周辺部品の形状要素Ｅ２が存在する場合、すなわち対象部品Ｏの最近点Ｐｏから視た場合に形状要素Ｅ１の最近点Ｐｅを遮る周辺部品の形状要素Ｅ２が存在する場合には、対象とする形状要素Ｅ１は不要であると判定する。
【００５１】
以上のように要否判定部５４では、距離判定アルゴリズム及び影判定アルゴリズムに基づいて周辺部品の形状要素の要否を判定するためには、判定の対象とする周辺部品の形状要素及び対象部品の形状要素の各々に対して最近点を算出する必要がある。そこで要否判定部５４では、面に基づく第１最近点算出アルゴリズムと、線に基づく第２最近点算出アルゴリズムとの２種類の異なる最近点算出アルゴリズムに基づいて最近点を算出することが可能となっている。より具体的には、第１最近点算出アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の形状要素Ｅ１の表面ＥＳ内及び／又は対象部品の形状要素Ｏ１の表面ＯＳ内で最近点Ｐｅ，Ｐｏを算出する。また第２最近点算出アルゴリズムの下では、要否判定部５４は、周辺部品の形状要素Ｅ１の外周線ＥＬ内及び／又は対象部品の形状要素Ｏ１の外周線ＯＬ内で最近点Ｐｅ，Ｐｏを算出する。なお図４及び図５には、周辺部品の形状要素Ｅ１における最近点Ｐｅ及び対象部品の形状要素Ｏ１における最近点Ｐｏの両方を第１最近点算出アルゴリズムに基づいて算出した場合を示す。
【００５２】
第１最近点算出アルゴリズムによれば、第２最近点算出アルゴリズムと比較して、計算量が多くなるというデメリットがあるものの、精度良く最近点及び最短線分を算出できるというメリットがある。要否判定部５４は、第１最近点算出アルゴリズム及び第２最近点算出アルゴリズムのうち、操作受付部５１が受け付けた選択操作によって特定される最近点算出アルゴリズムの下で最近点を算出し、ひいては最短線分を算出する。
【００５３】
チェック用データ出力部５５は、データ読込部５２によって読み込まれた周辺部品の３次元形状データから、要否判定部５４によって必要でないと判定された形状要素を除くことによってチェック用データを生成し、このチェック用データを出力する。
【００５４】
図６は、以上のようなデータ処理システムＳによって実行されるデータ処理方法の具体的な手順を示すフローチャートである。
【００５５】
Ｓ１では、操作受付部５１は、図７に示すような操作画面を表示するとともに、オペレータによる入力装置２の操作を受け付ける。以下、操作受付部５１が受け付ける各種操作について列記する。
【００５６】
オペレータは、選択ボタン７１ａをクリックすることにより、データ記憶装置１に記憶された複数の部品の３次元形状データの中から、対象部品とする１つ以上の部品の３次元形状データを選択し、これをデータ読込部５２に読み込ませることができる。ここでオペレータによる操作によって、対象部品として選択された部品の名称は、「対象部品」との文字列と選択ボタン７１ａとの間のボックス７１ｂ内にリスト表示される。図７の例では、１つの部品Ｘが対象部品として選択された場合を示す。
【００５７】
オペレータは、選択ボタン７２ａをクリックすることにより、データ記憶装置１に記憶された複数の部品の３次元形状データの中から、周辺部品とする１つ以上の部品の３次元形状データを選択し、これをデータ読込部５２に読み込ませることができる。ここでオペレータによる操作によって、周辺部品として選択された部品の名称は、「周辺部品」との文字列と選択ボタン７２ａとの間のボックス７２ｂ内にリスト表示される。図７の例では、合計３つの部品Ａ，Ｂ，Ｃが周辺部品として選択された場合を示す。
【００５８】
オペレータは、「細分化パターン」との文字列の横に表示された２つのラジオボタン７３ａ，７３ｂを選択的にクリックすることにより、細分化アルゴリズムを選択することができる。「構成面」との文字列の下に表示されたラジオボタン７３ａがクリックされた場合、細分化アルゴリズムとして第１細分化アルゴリズムが選択される。また「メッシュ」との文字列の下に表示されたラジオボタン７３ｂがクリックされた場合、細分化アルゴリズムとして第２細分化アルゴリズムが選択される。図７の例では、細分化アルゴリズムとして第１細分化アルゴリズムが選択された場合を示す。
【００５９】
オペレータは、「長さ閾値（ｍｍ）」との文字列の横に表示されたボックス７４に０より大きな数値を入力することにより、要否判定部５４において参照される長さ閾値を設定することができる。またオペレータは、「面積閾値（ｃｍ２）」との文字列の横に表示されたボックス７５に０より大きな数値を入力することにより、要否判定部５４において参照される面積閾値を設定することができる。図７の例では、長さ閾値は２００（ｍｍ）に設定され、面積閾値は１０（ｃｍ２）に設定された場合を示す。
【００６０】
オペレータは、「距離測定パターン（対象部品）」との文字列の横に表示された２つのラジオボタン７６ａ，７６ｂを選択的にクリックすることにより、対象部品の形状要素に最近点を算出する際に利用する最近点算出アルゴリズムを選択することができる。「面」との文字列の下に表示されたラジオボタン７６ａがクリックされた場合、対象部品の最近点算出アルゴリズムとして第１最近点算出アルゴリズムが選択される。また「線」との文字列の下に表示されたラジオボタン７６ｂがクリックされた場合、対象部品の最近点算出アルゴリズムとして第２最近点算出アルゴリズムが選択される。図７の例では、対象部品の最近点算出アルゴリズムとして形状要素の外周線内で最近点を算出する第２最近点算出アルゴリズムが選択された場合を示す。
【００６１】
オペレータは、「距離測定パターン（周辺部品）」との文字列の横に表示された２つのラジオボタン７７ａ，７７ｂを選択的にクリックすることにより、周辺部品の形状要素に最近点を算出する際に利用する最近点算出アルゴリズムを選択することができる。「面」との文字列の下に表示されたラジオボタン７７ａがクリックされた場合、周辺部品の最近点算出アルゴリズムとして第１最近点算出アルゴリズムが選択される。また「線」との文字列の下に表示されたラジオボタン７７ｂがクリックされた場合、周辺部品の最近点算出アルゴリズムとして第２最近点算出アルゴリズムが選択される。図７の例では、周辺部品の最近点算出アルゴリズムとして形状要素の表面内で算近点を算出する第１最近点算出アルゴリズムが選択された場合を示す。
【００６２】
Ｓ２では、データ読込部５２は、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた選択操作によって対象部品及び周辺部品として特定される部品の元データを読み込む。
【００６３】
Ｓ３では、逆アセンブリ部５３は、データ読込部５２によって読み込まれた１以上の対象部品及び１以上の周辺部品の元データを用いることによって、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた選択操作によって特定される細分化アルゴリズムの下で対象部品及び周辺部品の３次元形状を複数の形状要素に細分化する。
【００６４】
Ｓ４では、要否判定部５４は、面積判定アルゴリズムの下で周辺部品の各形状要素の要否を判定する。より具体的には、要否判定部５４は、先ず、Ｓ３によって周辺部品の３次元形状を細分化することによって得られる複数の形状要素の表面積を順に算出する。次に要否判定部５４は、算出した各形状要素の表面積が、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた入力操作によって設定される面積閾値以下であるか否かを判定し、表面積が面積閾値以下である場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に不要であると判定し、表面積が面積閾値より大きい場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に必要であると判定する。なお要否判定部５４は、Ｓ４の処理によって不要であると判定した形状要素については、後述のＳ５，Ｓ６における要否判定処理では、その要否を判定しない。
【００６５】
Ｓ５では、要否判定部５４は、距離判定アルゴリズムの下で周辺部品の各形状要素の要否を判定する。より具体的には、要否判定部５４は、先ず周辺部品の各形状要素と対象部品の各形状要素との間の最短線分及びその長さを、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた選択操作によって特定される最近点算出アルゴリズムの下で算出する。次に要否判定部５４は、算出した最短線分の長さが、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた入力操作によって設定される長さ閾値以下であるか否かを判定し、最短線分の長さが長さ閾値以下である場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に必要であると判定し、最短線分の長さが長さ閾値より大きい場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に不要であると判定する。なお要否判定部５４は、Ｓ５の処理によって不要であると判定した形状要素については、後述のＳ６における要否判定処理では、その要否を判定しない。
【００６６】
Ｓ６では、要否判定部５４は、影判定アルゴリズムの下で周辺部品の各形状要素の要否を判定する。より具体的には、要否判定部５４は、先ず周辺部品の各形状要素と対象部品の各形状要素との間の最短線分を、Ｓ１において操作受付部５１が受け付けた選択操作によって特定される最近点算出アルゴリズムの下で算出する。次に要否判定部５４は、算出した最短線分と交差する他の周辺部品の形状要素が存在するか否かを判定し、最短線分と交差する形状要素が存在しない場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に必要であると判定し、最短線分と交差する形状要素が存在する場合には、当該形状要素は干渉チェック作業に不要であると判定する。
【００６７】
Ｓ７では、チェック用データ出力部５５は、データ読込部５２によって読み込まれた周辺部品の元データから、Ｓ４、Ｓ５，Ｓ６の要否判定処理によって干渉チェック作業に不要であると判定された形状要素を除くことによってチェック用データを生成し、このチェック用データを出力し、図７のデータ処理方法を終了する。
【００６８】
図８は、図６のデータ処理方法によって生成されるチェック用データの具体例を示す図である。なお図８には、図２に示す部品６を対象部品とし、部品７，８，９を周辺部品とした場合を示す。また図８には、対象部品６及び周辺部品７，８，９のうち図６のデータ処理方法によって干渉チェック作業に必要であると判定した部分を実線で示し、干渉チェック作業に不要であると判定した部分、すなわち元データに含まれているがチェック用データに含まれていない部分を破線で示す。また図８において“Ｄ”は長さ閾値である。
【００６９】
周辺部品７のうち対象部品６と対向する表面７１には波状部７３が形成されている。周辺部品７のうち、波状部７３の一部以外の部分は、対象部品６から長さ閾値Ｄより離れているため、Ｓ５の距離判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に不要な部分と判定され、チェック用データから除かれる。また周辺部品７の波状部７３のうち、対象部品６から長さ閾値Ｄ以下の部分は、Ｓ５の距離判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に必要な部分と判定され、チェック用データに含まれる。
【００７０】
周辺部品８は、平面視ではＬ字状である。また周辺部品８のうち、対象部品６と対向する表面７１以外の部分は、対象部品６から長さ閾値Ｄより離れているため、Ｓ５の距離判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に不要な部分と判定され、チェック用データから除かれる。また周辺部品７の表面７１と対象部品６との間隔は、長さ閾値Ｄ以下であるため、この周辺部品７の表面７１は、Ｓ５の距離判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に必要な部分と判定され、チェック用データに含まれる。
【００７１】
周辺部品９は、平面視ではＬ字状である。また周辺部品９のうち対象部品６と対向する表面９１と対象部品６との間隔は、長さ閾値Ｄ以下である。このため、周辺部品９のうち表面９１以外の部分は、Ｓ５の距離判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に不要な部分と判定され、チェック用データから除かれる。
【００７２】
しかしながら対象部品６側から周辺部品９を視た場合、周辺部品９の表面９１の一部は周辺部品８の表面８１によって覆われており、影となっている。このため、周辺部品９の表面９１のうち、周辺部品８の表面８１によって覆われている部分は、Ｓ６の影判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に不要な部分と判定され、チェック用データから除かれる。また周辺部品９の表面９１のうち、周辺部品８の表面８１によって覆われていない部分は、対象部品５側から視て視認可能であるため、Ｓ６の影判定アルゴリズムによって干渉チェック作業に必要な部分であると判定され、チェック用データに含まれる。
【００７３】
以上より、図６のデータ処理方法によれば、周辺部品７，８，９の元データから対象部品６の干渉チェック作業に不要な部分を除いたチェック用データを出力することができる。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
Ｓ…データ処理システム
１…データ記憶装置
２…入力装置
３…表示装置
５…演算装置
５１…操作受付部
５２…データ読込部
５３…逆アセンブリ部
５４…要否判定部
５５…チェック用データ出力部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2020187424.tif 000006
【図４】
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【図５】
2020187424.tif 000008
【図６】
2020187424.tif 000009
【図７】
2020187424.tif 000010
【図８】
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