(57)【要約】【課題】三次元モデルを作業単位に階層化し、部品の取付け方向を利用して、設計ルールに三次元モデルが違反していないか作業者へ通知する三次元ＣＡＤシステムを提供する。【解決手段】三次元モデルの取付け方向を利用した設計ルールを登録した設計ルール記憶部と、製品の三次元モデルから出力した部品の名称、種類、方向、組立順、隣接情報等を登録した三次元モデル記憶部とを持つ三次元モデル設計支援システムで、三次元モデルの取付け方向を利用して設計ルールをチェックし、作業者に三次元モデルが設計ルールに違反しているか通知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元モデルを構成する部品に関する三次元モデル情報を記憶した三次元モデル記憶部と、三次元モデルを構成する部品に対する設計ルールを記憶した設計ルール記憶部とを有する三次元モデル設計支援システムにおいて、
前記三次元モデル記憶部は、三次元モデルを構成する部品に関する他部品への取付け方向情報を有し、前記設計ルール記憶部は前記部品の取付けルールを有し、前記取付け方向情報及び取付けルールに従って、三次元モデルを構成する部品の取付け方向が設計ルールに違反するか否かを判定することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項２】
請求項１において、前記取付け方向情報及び取付けルールは製品本体であるベース部品に対する情報を含むことを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記設計ルールに違反するか否かの判定は、排除条件又は限定条件の少なくとも一つを含むことを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、該当部品を色分けして表示することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項において、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、違反の理由を表示することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項において、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、違反を回避する設計方法を表示することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記取付け方向情報及び取付けルールに加えて、製造元情報を有することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記取付け方向情報及び取付けルールに加えて、部品の塗装指示情報を有することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記取付け方向情報及び取付けルールに加えて、部品の接触状態または結合条件を有することを特徴とする三次元モデル設計支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熟練設計者の技術と過去の事故事例と設計ルールとを利用した、コンピュータを利用した三次元モデル設計支援システム（３ＤＣＡＤシステム）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造知識情報を知識データベースとして蓄積し、知識データベースに基づき三次元モデルの設計を行う三次元モデル設計支援システムが提案されており、このような技術はＫＢＥ（Knowledge Based Engineering）と呼ばれる技術分野に属する。
【０００３】
ＫＢＥの公知例には、特許文献１や特許文献２のように、部品形状や、部品名称・種類等の部品属性から部品自体の違反を判断するものがあるが、製品に取付ける部品の取付け方向を判断して、複数の部品の位置関係から取付けの適否を判定するものではない。
【０００４】
また、特許文献３には、部品の配置制限情報と部品形状情報を元に、部品干渉の有無を判定するＣＡＤシステムが開示されているが、部品の取付け方向を判断していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９６３８３号公報
【特許文献２】特開平９−３００１４５号公報
【特許文献３】特開平６−２６６８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
部品形状、部品名称、部品種類等の部品属性を根拠に、製品組立設計の妥当性を判定する従来の三次元モデル設計支援システムにおいて、部品単体では設計ルール上の問題が発見できない場合でも、部品を製品に取付ける方向によっては組立工数が変わったり、運搬事故の発生リスクが変動したり、現地据付後の事故発生率が変わったりする場合が発生する。
【０００７】
即ち、部品単体の形状が同じであっても、部品の取付け方向を考慮しなければ十分な品質が確保できないことが明らかになってきている。
【０００８】
例えば、図６、図７は、例えば製品本体に対してネジで部品を取付ける組立事象の事例を示す。図６の事象Ａのように部品２０２を製品本体に固定する場合、溝２０３を有する部品２０２の重力方向への落下をネジ２０１の締付だけで抑えるか、或いは図７の事象Ｂのように、ネジ２０１自体を部品２０２の落下に対する支持部材とし、さらにネジ２０１の締付で抑えるフェイルセーフ構造とするかの相違がある。図６の事象Ａはネジの緩みに伴い部品２０２が脱落する可能性が大きくなるが、図７の事象Ｂでは部品２０２が脱落する可能性は遙かに少なくなる。
【０００９】
上記の現象を踏まえ、複数の部品における取付け方向の関係情報を用いた、製品の三次元モデルの適・不適判定を行うＣＡＤシステムを開発することが要求されてきている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、三次元モデルを構成する部品に関する三次元モデル情報を記憶した三次元モデル記憶部と、三次元モデルを構成する部品に対する設計ルールを記憶した設計ルール記憶部とを有する三次元モデル設計支援システムにおいて、前記三次元モデル記憶部は、三次元モデルを構成する部品に関する他部品への取付け方向情報を有し、前記設計ルール記憶部は前記部品の取付けルールを有し、前記取付け方向情報及び取付けルールに従って、三次元モデルを構成する部品の取付け方向が設計ルールに違反するか否かを判定することを特徴とする。
【００１１】
また、取付け方向情報及び取付けルールは製品本体であるベース部品に対する情報を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、設計ルールに違反するか否かの判定は、排除条件又は限定条件の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、該当部品を色分けして表示することを特徴とする。
【００１４】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、違反の理由を表示することを特徴とする。
【００１５】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、三次元モデル設計支援システムが前記設計ルールに違反したことを判定した際、違反を回避する設計方法を表示することを特徴とする。
【００１６】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、取付け方向情報及び取付けルールに加えて、製造元情報を有することを特徴とする。
【００１７】
また、三次元モデル設計支援システムにおいて、取付け方向情報及び取付けルールに加えて、部品の塗装指示情報を有することを特徴とする。
【００１８】
さらに、三次元モデル設計支援システムにおいて、前記取付け方向情報及び取付けルールに加えて、部品の接触状態または結合条件を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、三次元モデルを利用した製品設計において、部品の取付け方向に関する組立設計ノウハウ情報を利用して三次元モデルの組立設計チェックを自動的に行うことができるため、製品の信頼性が向上するとともに、従来設計者が行っていた組立設計チェック工数を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＣＡＤシステムの運用形態を示すブロック図
【図２】ＣＡＤシステムの処理フロー図
【図３】設計ルール記憶部情報のデータテーブルを示す説明図
【図４】三次元モデル記憶部情報のデータテーブルを示す説明図
【図５】隣接する三次元モデルの関係を示す模式図
【図６】組立事象の例を示す模式図
【図７】組立事象の例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面について説明する。
〔ＣＡＤシステムの基本構成〕
図１において、作業者は複数の作業端末１０１ａ、１０２ａに、入力装置１０１ｂ、１０２ｂと選択装置１０１ｃ、１０２ｃを利用してログインし、設計ルール記憶部１０３と三次元モデル記憶部１０４を有する三次元データサーバ１００を利用して、対象とする三次元モデルが組立設計ルールに違反していないかを判定する。三次元データサーバ１００は三次元モデル設計支援システムを構成するソフトウェアプログラムと演算処理部を備えている。
【００２２】
本発明のＣＡＤシステムは、図２の処理フローに従って三次元モデル情報の設計ルール違反判定を行う。初めに、作業者が三次元モデルデータサーバ１００から特定の三次元モデルを選ぶとＳｔａｒｔし（Ｓ３００）、三次元モデル記憶部１０４にあらかじめ登録した、製品を構成する部品の名称、種別、取付け方向、組立順、隣接情報等の三次元モデル情報から三次元モデルの隣接情報を取得し、設計ルール記憶部１０３に保存されている隣接情報と照合を行う（Ｓ３０１）。
【００２３】
探索する三次元モデル隣接情報が設計ルール記憶部１０３の隣接情報に非該当である場合は設計ルール違反が無いことを作業者に通知し（Ｓ３０５）、システムは終了する（Ｓ３０６）。
【００２４】
探索する三次元モデル隣接情報が設計ルール記憶部１０３の隣接情報に該当する場合は隣接している三次元モデルの情報を設計ルールと照合する（Ｓ３０２）。
【００２５】
図３に示す設計ルール記憶部情報４０１と、図４に示す三次元モデル記憶部情報４０２の照合は、例えば以下の手順で行う。
（１）部品Ａに取付ける部品Ｂの方向をＡ−Ｂ（ＡとＢはベクトル）として求める。
（２）求めたＡ−Ｂを設計ルール記憶部情報４０１の方向ＡＢ（ＡＢはベクトル）と一致するか否かを求める。
（３）予め設定した条件に基づいて、例えば条件と一致した場合に設計ルール違反となるのか（排除条件の場合）、条件と一致しなければ設計ルール違反であるのか（限定条件の場合）等の条件式について判定する。
【００２６】
設計ルールと照合して設計ルール違反が無い場合には、設計ルール違反が無いことを作業者に通知し（Ｓ３０７）、システムは終了する（Ｓ３０８）。
【００２７】
設計ルールと照合して違反が有る場合には、違反した部品を作業者に示す警告処理を行い（Ｓ３０３）、システムは終了する（Ｓ３０４）。
【００２８】
上記の手順により、取付け方向の相違を判定することができる。特に、ベース部品との取付け方向の違いを取得すれば、部品の落下や脱落の危険性を設計ルールに基づき事前にチェックすることが可能になる。
〔ＣＡＤシステムの応用例〕
警告処理（Ｓ３０３）においては、部品の隣接関係は部品名称を提示するだけでなく、三次元モデル画像の該当箇所を色分け表示して作業者に示しても良い。色分けされた部品画像を見せることで修正箇所の見落としを防ぎ、効率よい修正方法を提供することができる。
【００２９】
本発明のシステムが持つ設計ルール記憶部に、設計ルールと関連付けた設計ルールが作られた理由や、回避するための方法に関する情報を追加しても良い。すなわち、システムが警告処理（Ｓ３０３）をする際に、警告処理された組立設計がなぜ設計ルール違反なのかの説明を表示し、または違反しない組立設計の方法を提示することもできる。
【００３０】
上記のように設計ルールに付加情報を追加することで、熟練技能者の問題発見ノウハウを用いてＣＡＤシステムがすべての三次元モデルに対して問題の判定を行うため、たとえば予め事故事例を登録して組立設計による製品事故を未然に防ぐことができる。また、新しい設計方式を設計者に広めたい場合に予め設計ルールとして登録しておけば、新しい設計方式の普及にも役立たせることができる。
【００３１】
三次元モデル記憶部に予め登録する情報の種類を増やしても良い。登録情報を増やせば、設計ルール記憶部に登録できる設計ルールの適用範囲を取付け方向の条件以外に拡大することができる。たとえば製造部署や製造元を登録しておけば、ある部品に対して特定の製造部署や製造元で製造した部品の使用を制限することが出来たり、逆に必ず使用させることが出来たりする。また、塗装指示等の要素を付加しても良い。塗装指示の要素を付け足せば塗り分けした部品の取付け方向を指定することができ、より柔軟な設計指示が可能となる。
【００３２】
三次元モデル記憶部の部品関係情報は隣接関係の他に、部品の接触・非接触状態や、三次元モデル作成時に設定する三次元モデル同士の結合条件を取得することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１００：三次元データサーバ
１０３：設計ルール記憶部
１０４：三次元モデル記憶部
２０１：ネジ
２０２：部品
４０１：三次元モデル記憶部情報
４０２：設計ルール記憶部情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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