(57)【要約】【課題】  ネットワークを介して接続された複数のクライアントのＣＡＤシステムにおいて、他のクライアントのＣＡＤにおける設計情報を反映させたシミュレーションを可能とする。【解決手段】  サーバー１００は、演算部１０１によって、任意のクライアント１１０〜１４０による設計に基づいて生成された三次元モデルに対して他のクライアントによる設計データを反映させる。そして、この三次元モデルを用いて動作シミュレーションを行い、シミュレーション結果を要求元のクライアントへ送信する。そして、サーバー１００からシミュレーション結果を受信したクライアントは、シミュレーション結果を、設計画面に表示する。【選択図】  図１
2006195971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバーとネットワークを介して接続された複数のクライアントからなる三次元ＣＡＤシステムであって、
前記サーバーは、データを蓄積するデータ蓄積部と、前記各クライアントからの要求に応じて前記データ蓄積部よりデータを読み出しあるいは書き込み、かつ三次元モデル及び当該三次元モデルの動作シミュレーションを生成する演算部とを備えており、
前記サーバーは、前記演算部によって、任意のクライアントによる設計に基づいて生成された三次元モデルに対して他のクライアントによる設計データを反映させることによって生成した前記三次元モデルの動作シミュレーションデータを生成し、生成した当該動作シミュレーションデータを前記任意のクライアントへ前記ネットワークを介して送信し、  前記任意のクライアントは、前記サーバーから送信された前記動作シミュレーションデータを受け取って設計を行う画面に表示することにより、前記他のクライアントによる設計データと連動した動作シミュレーションを表示可能としたことを特徴とする三次元ＣＡＤシステム。
【請求項２】
請求項１の三次元ＣＡＤシステムにおいて、
前記複数のクライアントは、機構設計を行うメカＣＡＤと、電気設計を行う電気ＣＡＤとを含み、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計されたデータに基づいて機構の三次元モデルを生成し、生成した当該三次元モデルを前記メカＣＡＤへと配信することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム。
【請求項３】
請求項２の三次元ＣＡＤシステムにおいて、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計された前記機構の三次元モデルに、前記電気ＣＡＤによって設計された電気回路に基づく動作を反映した動作シミュレーションを生成し、生成した当該動作シミュレーションを前記メカＣＡＤへと配信することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム。
【請求項４】
サーバーとネットワークを介して接続された複数のクライアントからなる三次元ＣＡＤシステムにおけるサーバーシステムであって、
前記サーバーは、データを蓄積するデータ蓄積部と、前記各クライアントからの要求に応じて前記データ蓄積部よりデータを読み出しあるいは書き込み、かつ三次元モデル及び当該三次元モデルの動作シミュレーションを生成する演算部とを備えており、
前記サーバーは、前記演算部によって、任意のクライアントによる設計に基づいて生成された三次元モデルに対して他のクライアントによる設計データを反映させることによって生成した前記三次元モデルの動作シミュレーションデータを生成し、生成した当該動作シミュレーションデータを前記任意のクライアントへ前記ネットワークを介して送信することにより、前記任意のクライアント側において、前記他のクライアントによる設計データと連動した動作シミュレーションを表示可能としたことを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるサーバーシステム。
【請求項５】
請求項４のサーバーシステムにおいて、
前記複数のクライアントは、機構設計を行うメカＣＡＤと、電気設計を行う電気ＣＡＤとを含み、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計されたデータに基づいて機構の三次元モデルを生成し、生成した当該三次元モデルを前記メカＣＡＤへと配信することを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるサーバーシステム。
【請求項６】
請求項５のサーバーシステムにおいて、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計された前記機構の三次元モデルに、前記電気ＣＡＤによって設計された電気回路に基づく動作を反映した動作シミュレーションを生成し、生成した当該動作シミュレーションを前記メカＣＡＤへと配信することを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるサーバーシステム。
【請求項７】
サーバーとネットワークを介して接続された複数のクライアントからなる三次元ＣＡＤシステムにおけるクライアントＣＡＤシステムにおいて、
前記サーバーは、データを蓄積するデータ蓄積部と、前記各クライアントからの要求に応じて前記データ蓄積部よりデータを読み出しあるいは書き込み、かつ三次元モデル及び当該三次元モデルの動作シミュレーションを生成する演算部とを備えており、
前記サーバーは、前記演算部によって、任意のクライアントによる設計に基づいて生成された三次元モデルに対して他のクライアントによる設計データを反映させることによって生成した前記三次元モデルの動作シミュレーションデータを生成し、生成した当該動作シミュレーションデータを前記任意のクライアントへ前記ネットワークを介して送信するように構成されており、
前記任意のクライアントは、前記サーバーから送信された前記動作シミュレーションデータを受け取って設計を行う画面に表示することにより、前記他のクライアントによる設計データと連動した動作シミュレーションを表示可能としたことを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるクライアントＣＡＤシステム。
【請求項８】
請求項７のクライアントＣＡＤシステムにおいて、
前記複数のクライアントは、機構設計を行うメカＣＡＤと、電気設計を行う電気ＣＡＤとを含み、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計されたデータに基づいて機構の三次元モデルを生成し、生成した当該三次元モデルを前記メカＣＡＤへと配信し、
前記メカＣＡＤは、設計した前記機構の設計画面上に前記三次元モデルを表示可能に構成されていることを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるクライアントＣＡＤシステム。
【請求項９】
請求項８のクライアントＣＡＤシステムにおいて、
前記サーバーは、前記メカＣＡＤによって設計された前記機構の三次元モデルに、前記電気ＣＡＤによって設計された電気回路に基づく動作を反映した動作シミュレーションを生成し、生成した当該動作シミュレーションを前記メカＣＡＤへと配信し、
前記メカＣＡＤは、設計した前記機構の設計画面上に前記三次元モデル及び前記電気ＣＡＤによって設計された電気回路を表示可能に構成されていることを特徴とする三次元ＣＡＤシステムにおけるクライアントＣＡＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバーと、当該サーバーとネットワークを介して接続された複数のクライアントとからなる三次元ＣＡＤ(Computer-Aided Design)システムに関する。また、本発明は、三次元ＣＡＤシステムにおけるサーバーシステム及び三次元ＣＡＤシステムにおけるクライアントＣＡＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械設計の分野では三次元ＣＡＤシステムが用いられており、機構、及び機構の構成部品を立体的に表示しながら設計を行うことが可能となっている。
【０００３】
この種のシステムにおいては、例えばアクチュエーターやモーター等の能動部品やセンサー等の制御するための制御プログラムの開発を支援するため、機構を実際に組立することなく、各構成部品の動作をシミュレートする機能を有している。このようなシミュレーションの可能な三次元ＣＡＤシステムは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２２５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の三次元ＣＡＤシステムが有する、制御プログラムの動作シミュレーション機能では、それぞれの機構部品あるいは機構部を駆動するためのアクチュエーターへの指令信号を直接そのアクチュエーターの動作に結び付けている。すなわち、他の機構部品や他のアクチュエーターの動作とのタイミング、誤差、干渉、制御等を考慮したものではない。そのため、実際に機構部を組み立てた状態での動作に際し、電気回路のノイズ、信号の変形等に伴う制御タイミングのずれ等によって生じる機構部品の動作の誤差や誤動作を反映することができない。従って、個々の機構部における設計及び動作シミュレーションは可能でも、実際に装置を組み立てた状態に近い環境での動作を考慮したシミュレーションは困難であった。
【０００６】
また、通常、装置は機構だけではなく、電気回路や制御ソフトウエア（ファームウエア）とが組み合わさって実現される。また、光学設計が加わる場合もある。従来、電気回路やファームウエアの開発、光学設計は、機構を設計するための３次元ＣＡＤシステムとは各々別個の開発システムで実現されている。そして、通常、個々の開発システム間の互換性はない。
【０００７】
つまり、上述のように、機構設計を行うための三次元ＣＡＤシステムにおいて、制御プログラムに従ったシミュレーション機能があったとしても、そこで用いる制御プログラムは三次元ＣＡＤシステム専用のものである。つまり、実際に開発中の制御プログラムそのものではない。
【０００８】
従って、最終的に開発が終了した制御プログラムを使用した際に機構が所望の動作をしない可能性を残しながら機構設計を進めることになる。あるいは、このような可能性を排除するため、制御プログラムが変更される毎に、最終的な制御プログラムを三次元ＣＡＤシステムへ移植して動作シミュレーションを繰り返すことも可能である。しかし、ＣＡＤシステム間の非互換性のため、移植は容易でなく、手間がかかっていた。また、シミュレーション機能の制限により、完全な移植ができない場合もあった。
【０００９】
同様に、他の設計システム間においても、最終的に連携して動作する必要があるにもかかわらず、設計段階で個々の設計システムでの連携がとれないため、最終的に設計が固まるまでの調整に手間がかかっていた。このように、複数の開発システムが混在する環境で設計を行う場合、他の開発環境とデータを共用して設計作業を進める事は極めて困難であり、改善が強く望まれていた。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものである。具体的には、本発明は、他のＣＡＤシステムによって設計されたデータを利用した動作シミュレーションを行いながら設計を行うことを可能とした三次元ＣＡＤシステ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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明における三次元ＣＡＤシステムは、サーバーとネットワークを介して接続された複数のクライアントからなる三次元ＣＡＤシステムであって、前記サーバーは、データを蓄積するデータ蓄積部と、前記各クライアントからの要求に応じて前記データ蓄積部よりデータを読み出しあるいは書き込み、かつ三次元モデル及び当該三次元モデルの動作シミュレーションを生成する演算部とを備えており、前記サーバーは、前記演算部によって、任意のクライアントによる設計に基づいて生成された三次元モデルに対して他のクライアントによる設計データを反映させることによって生成した前記三次元モデルの動作シミュレーションデータを生成し、生成した当該動作シミュレーションデータを前記任意のクライアントへ前記ネットワークを介して送信し、前記任意のクライアントは、前記サーバーから送信された前記動作シミュレーションデータを受け取って設計を行う画面に表示することにより、前記他のクライアントによる設計データと連動した動作シミュレーションを表示可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、サーバーと複数のクライアントからなる三次元ＣＡＤシステムにおいて、各クライアントによってそれぞれ設計されたデータを互いに共有できる。たとえば機構・電気回路・ソフトウエア・光学部品等、それぞれ別個に設計される要素を統合したシミュレーションを行うことができる。そのため、試作品の組立が完成していない状況でも完成品としてのシミュレーションが可能となり、開発設計環境が大幅に改善され、設計試作回数・台数の削減が行え、開発設計コストを大幅に改善することができる。また、開発段階においても設計対象をシミュレートすることができ、また視覚的にその動きを確認できるので、他の設計者との間での並行設計・共同検討・仕様ミスの軽減等を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態における三次元ＣＡＤシステムの基本構成を示す図である。同図において、１００はシステムの中枢部を構成するサーバー、１１０は装置を構成する機構部の設計を行うクライアントとしてのメカＣＡＤ、１２０は装置の電気回路部の設計を行うためのクライアントとしての電気ＣＡＤである。また、１３０は装置の機構部及び電気回路部の制御を行うプログラム（ファームウエア）の開発及び開発支援のためのクライアントとしてのファーム開発支援ツール、１４０はレンズユニット等の光学部品の設計を行う光学ＣＡＤである。
【００１４】
これらのサーバー１００と、メカＣＡＤ１１０、電気ＣＡＤ１２０、ファーム開発支援ツール１３０及び光学ＣＡＤ１４０とからなるクライアントとは、ネットワーク１５０を介して接続されている。そして、各クライアント１１０〜１４０とサーバー１００間、複数のクライアント１１０〜１４０間でサーバー１００を介して各種データの送受信が行われる。
【００１５】
サーバー１００内には、演算部１０１とデータ蓄積部１０２が備えられている。演算部１０１は、各クライアント１１０〜１４０からの要求にしたがってデータ蓄積部１０２より必要なデータを取り出し、記憶し、演算処理を実行する。そして、設計対象である装置の三次元モデルの生成や、各種動作のシミュレーションのためのデータを生成し、データ蓄積部１０２に記憶あるいは各クライアント１１０〜１４０へとダウンロードする処理を実行する。
【００１６】
各クライアント１１０〜１４０の構成について説明すると、メカＣＡＤ１１０は、設計に用いる機構部品の形状及び動作データと、それら機構部品を組み合わせて機構部を設計するためのアプリケーション等により、機械設計環境を構成する。同様に、電気ＣＡＤ１２０は、装置の電気回路に関する各種回路部品、回路構成、回路図、各種動作パラメータ等のデータと、それらのデータに基づいて回路設計を行うアプリケーション等により、回路設計環境を構成する。光学ＣＡＤ１４０は、レンズ形状、光学特性、レンズユニットとしての光学的な構造に関するデータと、それらのデータに基づいてレンズユニット等の光学設計を行うアプリケーション等により、光学設計環境を構成する。
【００１７】
また、ファーム開発支援ツール１３０には、装置の機構部、電気回路、光学機構部の動作を制御するためのファームウエアすなわちプログラムが格納されている。そして、後述するように他のクライアント（メカＣＡＤ１１０、電気ＣＡＤ１２０、光学ＣＡＤ１４０）のそれぞれにおける最新のデータあるいは設計環境を共有して、リアルタイムで動作シミュレーションを行うことができるように構成される。
【００１８】
このようなシステムにより、各クライアント１１０〜１４０において実行される設計にしたがい、その設計に必要なデータがサーバー１００のデータ蓄積部１０２から読み出されて各クライアントへと供給される。一方、各クライアント１１０〜１４０において行われる設計動作は、リアルタイムでサーバー１００の演算部１０１へとアップロードされ、サーバー１００内で装置（機構部）の三次元モデルが形成される。この三次元モデルのデータは、データ蓄積部１０２に記憶され、また各クライアント１１０〜１４０からの要求に応じて要求元のクライアントへとダウンロードされる。要求元クライアントでは、ダウンロードした三次元モデルを、必要に応じて自身の設計データを反映させた上で表示したり、三次元モデルを用いたシミュレーションを行ったりすることが可能となる。
【００１９】
図２は、本実施形態の三次元ＣＡＤシステムに係る各クライアント１１０〜１４０のハードウエア構成例を示すブロック図である。
【００２０】
クライアント１１０〜１４０は、いずれも汎用的なコンピュータ２００によって構成可能である。コンピュータ２００は、その制御部としてのＣＰＵ２０１、コンピュータ２００が起動する時にＣＰＵ２０１が実行するブートプログラムや、コンピュータ２００のハードウエアに依存する各種のプログラムを格納したＲＯＭ２０２を有する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム及びＣＰＵ２０１が演算に使用するデータ等を格納する。通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０４は、ネットワーク１５０を介してサーバー１００と通信するためのインターフェースである。コンピュータ２００は、さらに、ディスプレイ２０５、プリンタ２０６、マウス２０７、キーボード２０８、ハードディスクドライブ２０９、ＦＤドライブ２１０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２１１を備えている。
【００２１】
クライアントをＣＡＤとして機能させるためのアプリケーションプログラムや、オペレーティングシステムなどは、ハードディスクドライブ２０９に記憶されているものとする。
【００２２】
ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２やハードディスクドライブ２０９に格納されたプログラム（実行時にはＲＡＭ２０３に展開される）に基づいて動作し、コンピュータ２００内の各部の制御を行う。通信Ｉ／Ｆ２０４は、ネットワーク１５０を介して他の装置（クライアント又はサーバー）等と通信を行う。ハードディスクドライブ２０９は、コンピュータ２００がユーザーに提供する機能を実現するためのプログラム及びデータを格納し、ＲＡＭ２０３を介してＣＰＵ２０１に提供する。ＦＤドライブ２１０やＣＤ−ＲＯＭドライブ２１１は、ＦＤ２１２やＣＤ−ＲＯＭ２１３等のリムーバブルメディアよりプログラムやデータを読み込み、ＲＡＭ２０３へ供給する。内部バス２１４は、コンピュータ２００内の各装置を接続するためのものである。
【００２３】
なお、サーバー１００もまた、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムをサーバー１００の機能を実現するものに変更することで、図２に示すコンピュータ２００により実現可能である。
【００２４】
図３は、サーバー１００の機能構成例を示すブロック図である。
サーバー１００は、演算部１０１とデータ蓄積部１０２とで構成される。データ蓄積部１０２は、例えばハードディスクドライブ２０９のような記憶装置により実現される。そして、クライアントであるメカＣＡＤ１１０、電気ＣＡＤ１２０、光学ＣＡＤ１４０、ファーム開発支援ツール１３０に対応したメカデータ３０１、電気データ３０３、光学データ３０４、ファームデータ３０２を記憶、蓄積する。
【００２５】
たとえば、メカＣＡＤ１１０に対応するメカデータ３０１には、機構設計に必要な各種機構部品や、アクチュエーター、モーター等の能動部品の構成、サイズ、形状、各種特性データが格納される。さらに、クライアントのメカＣＡＤ１１０において設計された機構モデルデータが格納されている。そして、登録された部品やデータの形状・属性等を管理し、プロセッサー部３０９よりの要求に基づいて、演算部１０１に必要なデータを渡す。他の電気データ３０３、光学データ３０４、ファームデータ３０２についても同様である。すなわち、電気データ３０３には電気回路部品に関するデータと、電気ＣＡＤ１２０で設計された電気回路データが格納される。光学データ３０４には、光学部品に関するデータと、光学ＣＡＤ１４０で設計された光学設計データが、ファームデータ３０２にはファーム開発支援ツール１３０で作成したファームウエアデータがそれぞれ格納されている。
【００２６】
そして、例えばＣＰＵ２０１により実現される演算部１０１は、メカデータ用のデータ変換部３０５、ファームデータ用のデータ変換部３０６、電気データ用のデータ変換部３０７及び光学データ用のデータ変換部３０８を備える。また、プロセッサー部３０９は、データ変換部３０５〜３０８が変換したデータをプログラムに基づいて演算処理する。このデータ変換部３０５〜３０８は、データ蓄積部１０２から、メカデータ３０１、電気データ３０３、光学データ３０４、ファームデータ３０２を、クライアントからの指示に基づいて読み出す。そして、たとえば機構設計であれば、要求元クライアントの設計環境に応じて、メカデータを変換する。具体的には、メカデータ３０１から読み出した登録部品データについて、表示スケール、装置への取り付け位置、姿勢等を、予め登録されている、クライアントが取り扱い可能な特性、仕様にしたがってデータ変換する。なお、メカＣＡＤ１１０が要求元クライアントの場合など、要求元クライアントでデータ変換は必須ではない。これにより、異なるＣＡＤシステム間で設計データの相互利用が可能になる。変換後のデータは、プロセッサー部３０９へと渡し、要求元のクライアントへ提供される。
【００２７】
同様に、電気データ３０３は、クライアント１１０〜１４０からの指示にしたがって読み出される。そして、要求元クライアントが取り扱い可能な形式にデータ変換部３０７で変換され、プロセッサー部３０９を通じて要求元クライアントへと供給される。
【００２８】
他の光学データ３０４、ファームデータ３０２についても同様で、それぞれ要求のあったクライアントへと、その要求にしたがったデータ形式に変換した後、プロセッサー３０９を介してクライアントへと供給される。
【００２９】
すなわち、クライアントであるメカＣＡＤ１１０より出された要求信号は、ネットワーク１５０を介してサーバー１００の演算部１０１内のプロセッサー部３０９へ供給される。プロセッサー部３０９は、要求信号と、ＲＡＭ２０３及びハードディスク２０９に格納されたプログラムとに基づいて、必要なデータをデータ蓄積部１０２へ要求する。データ蓄積部１０２は、要求されたデータ３０１，３０２，３０３，３０４を読み出し、対応する其々のデータ変換部３０５，３０６，３０７，３０８へ渡す。
【００３０】
各々のデータ変換部３０５〜３０８は、ＲＡＭ２０３やハードディスク２０９に記憶されたデータ変換プログラムに基づいてデータ変換を行い、プロセッサー部３０９へ提供する。プロセッサー部３０９は提供された変換データを用いてシミュレーション等の演算を行い、その演算結果をネットワーク１５０を介して要求元クライアントであるメカＣＡＤ１１０へ提供する。メカＣＡＤ１１０は、その演算結果をディスプレイ２０５へ表示したり、ファイルとしてハードディスク２０９へ格納したりする。これらの流れは、クライアント１２０、１３０、１４０共に同様である。
【００３１】
図４は、要求元クライアントとサーバー１００との間のコマンド及びデータの流れを示した図である。
図４では、メカＣＡＤ１１０が要求元クライアントである場合を例として示しており、図４の説明ではメカＣＡＤ１１０をクライアント１１０とも呼ぶ。図４には、実際にサーバー１００とクライアント１１０との間で双方向に行われる各種データの流れと、処理の内容を示している。また、メカ設計者（メカＣＡＤ１１０のユーザー）が、本実施形態における三次元ＣＡＤシステムを使って機構部を設計する場合の各種操作及びデータの送受信の手順を示している。ここで、図４の上から下へと処理の流れが移行するが、各ステップの処理は並行して行うことが可能である。
【００３２】
ステップＳ４００で、メカ設計者は、例えば設計アプリケーションの起動など、設計のための操作を開始する。そして、メカＣＡＤ１１０において、ユーザーは、まず装置の機構部を設計するための部品を選択するため、メカＣＡＤを操作して、図５に示すように、メカＣＡＤ１１０の画面５００にパーツ選択画面５０１を呼び出して表示する。なお、以下特に述べないが、メカＣＡＤ１１０の操作は、通常のＧＵＩ(Graphical User Interface)ベースのアプリケーションの操作と同様、マウス２０７やキーボード２０８を用いて行うものとする。また、ユーザーによるマウス２０７やキーボード２０８の操作は、メカＣＡＤ１１０で動作するＯＳにより設計アプリケーションに通知され、それに応じて設計アプリケーションが画面表示など様々な動作を行う。このような処理は情報処理分野において周知であり、また本発明の本質とは無関係であるため、その詳細に関する説明は省略する。
【００３３】
図５は、メカＣＡＤ１１０のパーツ選択の画面イメージを示した図であり、メカＣＡＤの画面中に、サーバー１００にメカデータ３０１として登録されているパーツ（複数のパーツが組み合わせられたユニットを含む）の選択画面５０１が表示されている。ユーザーは、パーツ選択画面５０１から、設計に必要なパーツを選択し、設計用操作領域５０２に配置することができる。
【００３４】
図５は、パーツ選択画面５０１から、パーツとして登録されている機構部５０３を選択し、設計用操作領域５０２に配置した状態における、メカＣＡＤ１１０の表示画面５００を示している。表示画面５００は、設計段階の機構部５０３を立体的に表示可能な設計用操作領域５０２と、各種コマンド及びツールを用いて機構部５０３の設計を行うための３ＤＣＡＤ操作ツール領域５０４とから構成される。また、設計に用いるパーツをサーバー１００から呼び出して選択するパーツ選択画面５０１がウィンドウ表示されている。パーツ選択画面５０１は、３ＤＣＡＤ操作ツール領域５０４からの指示により表示、消去可能である。
【００３５】
図６は、図５に示したパーツ選択画面５０１の具体例を示した図である。パーツ選択画面５０１には、メカ、電気、ファームの切替ボタン５０１ａが設けられており、図６ではメカボタン５０１ａが選択された状態を示している。パーツ選択画面５０１にはさらにタブ５０１ｂが設けられ、タブ５０１ｂを選択することで、全体の構成設定（ｂｕｉｌｄｅｒ）、ギヤ設定、モーター設定、カム設定の各詳細設定を行うためのページを切替可能である。Ｂｕｉｌｄｅｒによって必要な登録部品を呼び出せる。また、他のページに切り替えることで、ギヤ・モータ・カム等の各種属性も設定・変更ができる。
【００３６】
すなわち、ユーザーは、パーツ選択画面５０１において、まずメカ、電気ファーム等の設計対象を選択するボタン５０１ａを選択することにより、メカ、電気、ファーム等の設計対象を選択する。上述の通り、図６の場合は、機構の設計を行うためのメカボタンが選択されている。そして、さらに全体の構成設定（ｂｕｉｌｄｅｒ）、ギヤ設定、モーター設定、カム設定に対して個々に設けられたページの中から、全体の構成設定（ｂｕｉｌｄｅｒ）ページが選択され、表示されている。
【００３７】
ｂｕｉｌｄｅｒページには、現在設計用操作領域５０２に表示されているパーツである機構部５０３を構成する部品の一覧が、部品の種別（ギヤ、カム、モーター）、数量、及び型番或いは部品番号により表示される。すなわち、図６の例では、機構部５０３が、３つのギヤ、２つのカム及び１つのモーターにより構成されていることが、各々の型番あるいは部品番号５０１ｄとともに示されている。
【００３８】
種別、数量はいずれもプルダウンメニュー５０１ｃとして表示され、他の種類の部品に選択し直したり、数量を変更したりすることができる。型番あるいは部品番号５０１ｄは、選択及び変更可能に表示される。また、型番５０１ｄが選択された状態で「ピック」をクリックし、さらにタブ５０１ｂを選択して詳細設定ページに切り替えると、選択された型番の部品についての詳細な設定を行うことができる。
【００３９】
このようにして、各構成要素について各種設定を完了したところで、画面下方のＯＫボタン、キャンセルボタン等５０１ｅで確定操作及びキャンセル操作を行うことができる。尚、パーツ選択画面５０１にて選択できる部品は、サーバー１００のデータ蓄積部１０２、より具体的にはメカデータ３０１に登録されている部品である。ユーザーは必要な部品が揃うまで、繰り返しパーツ選択画面より操作を行う。そして、登録されていない部品の属性を詳細設定画面で変更することで、新しい部品を生成して用いることも可能である。
【００４０】
このような設定を各ページ５０１ｂで示すｂｕｉｌｄｅｒ、ギヤ設定、モーター設定、カム設定の複数のページそれぞれについて行った後、ＯＫボタン、キャンセルボタン等５０１ｆにより、設定内容の確定操作あるいはやり直し操作を行うことができる。なお、適用ボタンがクリックされると、設計用操作領域５０２の表示にのみ設定変更が反映される。これにより、ユーザーは設定変更を行った結果を事前に確認してから設定変更を行うかどうか判断できる。
【００４１】
図４に戻り、ステップＳ４０１で、クライアント１１０のパーツ選択画面５０１において、ユーザーはｂｕｉｌｄｅｒ、ギヤ設定、モーター設定、カム設定のそれぞれのページを用いて、設計に必要なギヤ、カム、モーター等の必要な構成部品が指定を指定する。また、必要な属性、仕様、特性等のデータ、個数等を必要に応じて入力する。ユーザーが各構成部品に関する必要データの入力を完了してＯＫボタン５０１ｆを押すと、パーツ選択画面５０１でなされた設定情報がサーバー１００内の演算部１０１へネットワークを介して送信される（ステップＳ４０２）。プロセッサー部３０９はクライアント１１０からの情報を解析する。そして、例えばパーツの追加や変更など、クライアント１１０に新たなデータ送信が必要な場合には、データ蓄積部１０２のメカデータ３０１に登録されたパーツの形状・属性等のデータを読み出し、クライアント１１０へダウンロードする（ステップＳ４０４）。また、メカデータ３０１に登録されている、クライアント１１０が現在設計中の機構部の三次元モデルデータを更新する。これにより、サーバー１００は、クライアント１１０における最新の設計データを常に保有することが可能となる。そのため、他のクライアントが機構部のシミュレーションを要求してきた場合に、クライアント１１０の設計データを利用したシミュレーションを実行することが可能になる。
【００４２】
この際、読み出したデータの形式がクライアント１１０で直接取り扱いできない形式であれば、ステップＳ４０３において、データ変換部３０５が、予め登録された、クライアント１１０の取り扱い可能な形式にデータ形式を変換する。そして、プロセッサー部３０９へ供給する。そして、データ変換部３０５により変換されたデータは、プロセッサー部３０９及びネットワークを介してクライアント１１０へと渡される。クライアント１１０は、受信したデータを、ディスプレイ２０５の表示画面５００内における、機構部５０３を立体表示可能な設計用操作領域５０２に、立体図として反映する。このように、パーツ選択の途中又は終了後に、設計に必要な部品の三次元モデリングを行い設計用操作領域５０２に配置する（ステップＳ４０５）。
【００４３】
このように、ステップＳ４０２の処理において、サーバー１００側へと各種構成部品の選択、属性の設定、変更を行った情報が送信されると、サーバー１００側ではその情報に基づいて、機構を組み立てた状態の三次元モデルを生成もしくは更新する。そして、この三次元モデルをデータ蓄積部１０２に格納する。また、クライアント１１０へも供給する。クライアント１１０では、この三次元モデルを用いて、機構の構成及び動作を確認できる。また、クライアント１１０で提供される範囲での動作シミュレーションを行うことができる。
【００４４】
ここで特に重要な点は、サーバー１００が各クライアントの現状の設計データをデータ蓄積部１０２に保持することである。これにより、メカＣＡＤ１１０で機構設計を行いながら、同時に電気ＣＡＤ１２０、ファーム開発支援ツール１３０等、他のクライアントによって設計あるいは設定されたデータを参照できる。また、それら他のクライアントの設計情報を反映した動作シミュレーションを行うことができる。
【００４５】
ステップＳ４０５において、クライアント１１０は、サーバー１００側から供給された三次元モデルに基づくシミュレーションの実行をサーバー１００側へと要求する。サーバー１００の演算部１０１では、その要求に従ってデータ蓄積部１０２から必要なデータを読み出してその三次元モデルの動作シミュレーションを行う（ステップＳ４０６）。そして、シミュレーション結果をクライアント１１０で取り扱い可能なデータへとデータ変換部３０５によって変換し（ステップＳ４０７）、クライアント１１０へ供給する。これによってクライアント１１０では、パーツの選択の途中、終了後等、任意のタイミングで、自らを含む全クライアントでの操作を反映した三次元モデルに基づいた動作シミュレーション結果を取得することができる（ステップＳ４０８）。動作シミュレーションの結果データは、クライアント１１０によって所定の形式（例えばグラフなど）でユーザーに呈示される。
【００４６】
ユーザーは、シミュレーション結果を踏まえて、機構、構成部品、制御動作等に対して修正を行い（ステップＳ４０８，ステップＳ４０５）、再びその修正をサーバー１００側へと送信する。これにより、上述した手順で修正を反映した三次元モデルが生成される。そして、ユーザーは、修正を反映した三次元モデルを用いた動作シミュレーションを要求し、その結果を見ながら必要に応じて修正を行う。ここで、図９は、メカＣＡＤ１１０の画面に、機構の特性をシミュレーションした結果を表示した場合の概略図である。
【００４７】
ユーザーは、図９に示したように、メカＣＡＤ１１０のディスプレイ２０５の画面に表示されたシミュレーション設定画面５０５より、設計中の機構部に含まれるアクチュエーターやセンサーのシミュレーション条件を設定する。そして、例えば図示しないメニューバーからコマンドを入力し、シミュレーション開始を指示する。サーバー１００の演算部１０１内のプロセッサー部３０９は、ユーザーによって設定されたシミュレーション条件やパーツの属性情報より与えられるアクチュエーターの特性及び拘束条件に基づいて機構部の動作シミュレーションを行う。そのシミュレーション（計算）結果を、データ変換部３０５により、クライアント１１０で表示可能な形式にデータ変換し、クライアント１１０へ送信する。クライアント１１０は、受信したデータを元に、シミュレーション結果をディスプレイに表示する（ステップＳ４０９）。ユーザーは、所定の性能が満足するようにシミュレーションの条件・パーツの属性・拘束条件等を変化させて、シミュレーションを繰り返す。
【００４８】
本実施形態において、クライアント１１０のユーザーは、設計中の機構部のシミュレーションの途中あるいは終了時に、その機構部を駆動させるために用いる他のクライアントの情報を少なくとも参照可能である。他のクライアントの情報としては、電気回路・ファームウエア・アプリケーション情報等を例示することができる。どのような情報を参照するかは、例えば呼び出し画面から設定する。たとえば、メカＣＡＤ１１０で機構設計を行っている際に、その機構部を駆動するための電気回路の情報を読み出してメカＣＡＤ１１０の画面に表示しようとする場合を説明する。クライアント１１０のユーザーは、参照したい情報を呼び出し画面で指定し、サーバー１００に対して情報要求を送信する（ステップＳ４０９）。この要求に応答して、サーバー１００のプロセッサー部３０９は、要求された電気回路のデータを、データ蓄積部１０２の電気データ３０３より読み出す。そして、データ変換部３０７によって、クライアント１１０において表示可能な形式にデータ変換する（ステップＳ４１１）。変換後のデータは、プロセッサー部３０９を通じてメカＣＡＤ１１０に送信され、画面５００中に表示される（ステップＳ４１２）。
【００４９】
この状態を図７に示す。図７は、メカＣＡＤ１１０の画面５００に、電気ＣＡＤ１２０で設計されている電気回路をウィンドウ表示した場合のイメージを示した図である。図７では、メカＣＡＤ１１０の画面５００中、サブウィンドウ６０１として電気回路が表示されている。
【００５０】
同様に、ファームウエア情報を読み出してメカＣＡＤ１１０の画面に表示する場合は、サーバー１００に対してファームウエア情報を要求する。これにより、プロセッサー部３０９は、要求されたデータをデータ蓄積部１０２のファームデータ３０２より読み出す。そして、データ変換部３０６によってメカＣＡＤ１１０で表示可能な形式にデータ変換し、メカＣＡＤ１１０に送信する。メカＣＡＤ１１０は、受信したデータを電気回路と同様、画面中に表示させる。
【００５１】
図８は、同様の手順により、電気ＣＡＤ１２０からサーバー１００にファームデータを要求し、電気ＣＡＤ１２０の画面８００に、ファーム開発支援ツール１３０で開発中のプログラムのソースリストがサブウィンドウ８０１で表示されている状態を示す。
【００５２】
ユーザーは、このようにして表示された、他のクライアントの設計情報（電気回路６０１等）を検討し、必要な設計パラメータを変更することができる。例えば、ＶＮＣ(Virtual Network Computing)などとして知られる仮想デスクトップ技術を利用し、電気ＣＡＤ１２０をメカＣＡＤ１１０から遠隔操作することで、電気回路６０１をメカＣＡＤ１１０から変更することができる。このようにして行われた変更は、電気ＣＡＤ１２０で行った設計変更としてサーバー１００に通知される。これにより、例えばメカＣＡＤ１１０は、設計した機構部が正しく動作するように、機構部の設計のみならず、それを駆動するための電気回路についても変更を加えてシミュレーションすることが可能となる。
【００５３】
上述したように、本実施形態のサーバー１００は、各クライアント１１０〜１４０における現状の設計データを保持し、それらを反映した三次元モデルを用いてシミュレーションを行う。従って、プロセッサー部３０９は、メカＣＡＤ１１０からシミュレーション要求があった場合には、電気ＣＡＤ１２０で設計された電気回路のノイズや信号の特性の低下等の物理現象を含めて機構部の駆動をシミュレーションする。
【００５４】
シミュレーション結果は、それを要求したクライアントが自由に加工して利用することが可能である。例えば図９では、設計した機構部の駆動特性、すなわち機構部５０３をモーターに所定の電圧を印加して駆動した時の、時間軸に対する最終ギヤの回転角度についてのシミュレーションをサーバー１００に要求したものである。そして、サーバー１００から受信したシミュレート結果を、メカＣＡＤ１１０の画面５００に、タイミングチャート（特性図）５０６として表示した例を示している。このタイミングチャート特性図５０６において、回転角度の理論上の変化が破線で示されているが、モーターを駆動させる電気回路の特性により、実践で示すシミュレーション結果では波形が乱れていることがわかる。
【００５５】
ユーザーは、このシミュレーション結果を見ながら、必要に応じて電気回路の設計パラメータを変更したり、各部の設定の修正を行い（ステップＳ４１３）、その修正データをサーバー１００へと送信する（ステップＳ４１４）。サーバー１００は、その修正データを受け取り、プロセッサー部３０９において三次元モデルの修正を行う。そして、各クライアント１１０〜１４０の要求により、修正を反映したシミュレーションを行う。ステップＳ４０７と同様にして、シミュレーション結果を、データ変換部３０６、３０７において要求元クライアントが取り扱い可能な形式のデータに変換する（ステップＳ４１５）。そして、要求元クライアントは、受信したデータを表示させる（ステップＳ４１６）。
【００５６】
クライアントは、このシミュレーションを見ながら、三次元モデルに対するさらなる変更、修正を行うことができる（ステップＳ４１６→ステップＳ４１３）。
【００５７】
このように、メカＣＡＤ１１０において機構設計を行いながら、その電気回路の情報を表示（図７）したり、その実際の駆動特性を示す特性を表示（図９）することが可能である。そのため、リアルタイムでメカ、電気、ファーム等の異なるカテゴリーの情報を参照し、シミュレーションを行いながらの設計が可能となる。そして、すべての設計が完了したところで、設計終了となる（ステップＳ４１７）。
【００５８】
このように、機構・電気・ソフト・光学が統合された設計環境を実現でき、相互にシミュレーションを行うことができるので、試作品の組立が完成していない状況でも完成品としてのシミュレーションが可能となる。さらに、視覚的にその動きを確認でき、開発設計環境が大幅に改善され、設計試作回数・台数の削減が行え、開発設計コストを大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態における三次元ＣＡＤシステムの基本構成を示す図である。
【図２】三次元ＣＡＤシステムに係る各クライアントのハードウエア構成のブロック図である。
【図３】サーバーの構成を示すブロック図である。
【図４】クライアントのメカＣＡＤとサーバーとの間のコマンド及びデータの流れを示した図である。
【図５】メカＣＡＤのパーツ選択の画面イメージを示した図である。
【図６】図５に示したパーツ選択画面の具体例を示した図である。
【図７】メカＣＡＤの画面から電気回路を見たイメージを示す図である。
【図８】電気ＣＡＤからファームウエアを見たイメージを示す図である。
【図９】メカＣＡＤの画面に機構の特性をシミュレーションした結果を表示した場合の概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  サーバー
１１０  メカＣＡＤ
１２０  電気ＣＡＤ
１３０  ファーム開発支援ツール
１４０  光学ツール
【図１】
2006195971.tif 000003
【図２】
2006195971.tif 000004
【図３】
2006195971.tif 000005
【図４】
2006195971.tif 000006
【図５】
2006195971.tif 000007
【図６】
2006195971.tif 000008
【図７】
2006195971.tif 000009
【図８】
2006195971.tif 000010
【図９】
2006195971.tif 000011