(57)【要約】  自動機による組立を前提とした製品の構造設計において、自動機性能、把持部性能を用いて精度高く組立性を判定する設計支援装置の技術を提供する。  設計支援装置であって、複数部品で構成される組立品の組立に用いる自動機の自動機性能の入力部と、組立品の組立に用いる把持部の把持部性能の入力部と、少なくとも、自動機性能と、把持部性能と、を用いて自動機での組立性を評価する評価部と、を備える。
2016151834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数部品で構成される組立品の組立に用いる自動機の自動機性能の入力部と、
前記組立品の組立に用いる把持部の把持部性能の入力部と、
少なくとも、前記自動機性能と、前記把持部性能と、を用いて前記自動機での組立性を評価する評価部と、
を備える設計支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置であって、
前記自動機性能および前記把持部性能を用いて、前記自動機の性能に見合った位置決めガタが設計されているか否かを評価する位置決め構造・ガタ評価部、
を備える設計支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載の設計支援装置であって、
前記自動機性能および前記把持部性能を用いて、前記把持部が前記部品の把持位置を算出する把持位置算出部と、
前記把持位置における把持面積を用いて、ハンド中心と、部品重心と、のずれを評価する把持容易性評価部と、
を備える設計支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載の設計支援装置であって、
前記組立品の組立に用いる工具の工具性能の入力部と、
前記自動機性能と、前記把持部性能と、前記工具性能と、を用いて、組立手順における前記部品間の干渉の有無と、最小クリアランス量とを算出し、評価する工具スペース評価部と、
を備える設計支援装置。
【請求項５】
請求項１に記載の設計支援装置であって、
前記部品に関し、設計３次元形状の各寸法の公差を入力する公差入力部と、
前記公差、前記自動機性能および前記把持部性能を用いて、前記自動機の性能に見合った位置決めガタが設計されているか否かを評価する位置決め構造・ガタ評価部、
を備える設計支援装置。
【請求項６】
設計支援装置を用いた設計支援方法であって、
前記設計支援装置は、制御部を備え、
前記制御部は、
複数部品で構成される組立品の組立に用いる自動機の自動機性能の入力を受け付けるステップと、
前記組立品の組立に用いる把持部の把持部性能の入力を受け付けるステップと、
少なくとも、前記自動機性能と、前記把持部性能と、を用いて前記自動機での組立性を評価するステップと、
を実行する設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置、設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「プロセッサと記憶手段を有するコンピュータを用いて評価対象物の組立性を評価する組立性評価方法であって、プロセッサが部品を構成要素とする組立物の設計情報である３次元ＣＡＤデータを取り込むステップと、プロセッサが３次元ＣＡＤデータを表示するステップと、プロセッサが部品から組立物を組み立てるまでのアニメーションを作成するための部品に対する操作を受け付けるステップと、部品に対する操作を受け付けた場合に、プロセッサが部品の動作を記憶手段に記録するステップと、記憶手段に記録されている組立性の評価のための条件を用いてプロセッサが部品の動作に基づき評価データを作成するステップと、プロセッサが作成した評価データを記憶手段に記録されている評価式に代入して評価結果を求めるステップと、プロセッサが求めた評価結果を出力するステップとを含む組立性評価方法」との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０００８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術においては、動作精度を考慮した組立性評価が不可能である。そのため、対象とする自動機や把持部を用いた場合の、具体的な製品構造の組立可否の判定は不可能である。【０００５】
本発明の目的は、自動機による組立を前提とした製品の構造設計において、自動機性能、把持部性能を用いて精度高く組立性を判定する設計支援装置の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明に係る設計支援装置は、複数部品で構成される組立品の組立に用いる自動機の自動機性能の入力部と、上記組立品の組立に用いる把持部の把持部性能の入力部と、少なくとも、上記自動機性能と、上記把持部性能と、を用いて上記自動機での組立性を評価する評価部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、自動機による組立を前提とした製品の構造設計において、自動機性能、把持部性能を用いて精度高く組立性を判定する技術を実現することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る設計支援システムの概略を示す図である。
【図２】部品情報記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図３】自動機性能記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図４】把持部性能記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図５】工具性能記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図６】組順・組立方向記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図７】把持位置記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図８】工具位置記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図９】位置決め構造・ガタ評価結果記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図１０】把持容易性評価結果記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図１１】工具スペース評価結果記憶部に格納されるデータ構造を示す図である。
【図１２】設計支援装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１３】組立性評価処理の動作フローを示す図である。
【図１４】位置決め構造・ガタ評価処理の動作フローを示す図である。
【図１５】位置決め構造・ガタ評価処理の対象となる部品構成の例を示す断面図である。
【図１６】把持容易性評価処理の動作フローを示す図である。
【図１７】把持容易性評価処理の対象となる部品とその把持の例を示す斜視図である。
【図１８】工具スペース評価処理の動作フローを示す図である。
【図１９】自動機性能の設定画面の例を示す図である。
【図２０】把持部性能の設定画面の例を示す図である。
【図２１】工具性能の設定画面の例を示す図である。
【図２２】製品評価の結果の出力画面の例を示す図である。
【図２３】位置決め構造・ガタ評価の結果の出力画面の例を示す図である。
【図２４】把持容易性評価の結果の出力画面の例を示す図である。
【図２５】工具スペース評価の結果の出力画面の例を示す図である。
【図２６】第二の実施形態に係る設計支援システムの概略を示す図である。
【図２７】公差情報記憶部の構成例を示す図である。
【図２８】第二の実施形態に係る位置決め構造・ガタ評価処理の動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る第一の実施形態を適用した設計支援システムの一例である設計支援システム１について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る設計支援システム１の概略を示す図である。設計支援システム１には、設計支援装置１００が含まれ、記憶部１２０と、処理部１４０と、入出力処理部１５０と、これらをつなぐ通信バス１６０と、を含んで構成される。なお、ユーザー（設計者、生産技術者など）は、入出力処理部１５０に接続される入出力装置の操作を通じて設計支援装置１００の機能を利用する。設計支援装置１００は、一般的な計算機（ＰＣ等）で構成可能であり、例えばソフトウェアプログラム処理により特徴的な処理機能（設計支援装置１００の各処理部）を実現する。
【００１１】
入出力装置は、入出力処理部１５０に接続され、ユーザーの操作により、設計３次元形状などの入力を行う入力装置や、組立性評価結果などの出力を行う出力装置を含む総称であり、例えば入力装置にはキーボード、マウスが含まれ、出力装置にはディスプレイ、プリンタなどが含まれる。本システムでは、入力装置および処理部１４０の処理に基づいて、出力装置の画面において、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を構成し、各種の情報が表示される。
【００１２】
記憶部１２０は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の公知の要素により構成され、部品情報記憶部１２１と、自動機性能記憶部１２２と、把持部性能記憶部１２３と、工具性能記憶部１２４と、組順・組立方向記憶部１２５と、把持位置記憶部１２６と、工具位置記憶部１２７と、位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８と、把持容易性評価結果記憶部１２９と、工具スペース評価結果記憶部１３０と、を含む、記憶領域および対応するデータ情報（例えばデータベースやテーブル）を有する構成である。なお、記憶部１２０は、図示しないネットワークを介して接続される他の装置に設けられ、処理部１４０は通信を介して記憶部１２０が格納する情報にアクセスするものであってもよい。
【００１３】
部品情報記憶部１２１は、入出力装置を介してユーザーが入力する設計３次元形状に基づいて、部品情報を記憶する。この設計３次元形状とは、複数部品からなる組立構造体である。例えばＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）により作成されたソリッドデータ等である。
【００１４】
自動機性能記憶部１２２は、組立構造体を製造する際に用いる自動機の性能を特定する自動機性能情報を記憶する。
【００１５】
把持部性能記憶部１２３は、組立構造体を製造する際に用いる部品を製造上の工程において把持する性能を特定する把持部性能情報を記憶する。
【００１６】
工具性能記憶部１２４は、組立構造体を製造する際に用いる部品を製造上の高低において組み付ける際に用いる工具の性能を特定する工具性能情報を記憶する。
【００１７】
組順・組立方向記憶部１２５は、組順・組立方向算出部１４１の処理結果である、組立構造体の製造に関する組立の順序と、部品の組み付けの方向を特定する情報である組順・組立方向情報を記憶する。
【００１８】
把持位置記憶部１２６は、把持・工具位置算出部１４２の処理結果である、組立構造体の製造に関する部品の把持の位置を特定する情報である把持位置情報を記憶する。
【００１９】
工具位置記憶部１２７は、把持・工具位置算出部１４２の処理結果である、組立構造体の製造に関する部品の組み付けの際の工具の位置を特定する情報である工具位置情報を記憶する。
【００２０】
位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８は、位置決め構造・ガタ評価部１４３の処理結果である、組立構造体の製造に関する部品の組み付けの際のガタ量等の精度の評価結果を特定する情報である位置決め構造・ガタ評価結果情報を記憶する。
【００２１】
把持容易性評価結果記憶部１２９は、把持容易性評価部１４４の処理結果である、組立構造体の製造に関する部品の組み付けの際の把持性能の評価結果を特定する情報である把持容易性評価結果情報を記憶する。
【００２２】
工具スペース評価結果記憶部１３０は、工具スペース評価部１４５の処理結果である、組立構造体の製造に関する部品の組み付けの際の工具利用スペースに関する余裕の評価結果を特定する情報である工具スペース評価結果を記憶する。
【００２３】
図２は、部品情報記憶部１２１に格納されるデータ構造を示す図である。部品情報記憶部１２１には、部品に関する属性項目を特定する通番１２１ａと、項目の分類となる項目分類１２１ｂと、項目１２１ｃと、項目に係る具体的な値１２１ｄと、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００２４】
例えば、項目１２１ｃの「質量」について、通番１２１ａには「５」が割り当てられ、その項目分類１２１ｂは「形状特徴」であり、具体的な値１２１ｄは「１．５」という値が対応付けられる。
【００２５】
また、項目分類１２１ｂには、例えば、「部品属性」が設けられることがある。部品属性とは、部品ＩＤ、モデル名、部品番号、部品種別、などの部品が有する属性の情報である。
【００２６】
また、項目分類１２１ｂには、例えば、「形状特徴」が設けられることがある。形状特徴とは、質量、重心などの部品の幾何的特徴に関する情報である。また、バウンディングボックス（パート座標系における部品を外包する境界となる直方体の８頂点の座標）、主慣性モーメント、慣性主軸、質量などの情報が含まれるものであってもよい。
【００２７】
また、項目分類１２１ｂには、例えば、「部品配置」が設けられることがある。部品配置とは、ワールド座標系に配置されたアセンブリモデル上での各部品の位置および姿勢を特定する情報であり、互いに部品原点で直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸と部品原点から構成される各部品のパート座標系の軸方向を特定する情報である。
【００２８】
また、項目分類１２１ｂには、例えば、「部品間近接関係」が設けられることがある。部品間近接関係とは、入力３次元形状方法を構成する各部品の部品間の近接情報であり、近接種別、近接関係にある部品の部品ＩＤ、近接面中心、近接方向、近接面ガタ、近接面バンディングボックス長さ、近接面面取り量、等の情報を含む。なお、部品間近接関係は、設計３次元形状をもとに部品と部品のクリアランス解析によって取得する方式がよい。ここでクリアランス解析の一方式としては、設定した閾値をもとにモデリングされた部品の各面からクリアランス距離内にある別のモデルを探索し、探索結果得た近接部品の面（平面、円筒面、円錐面など）の位置、姿勢の情報を把握するものである。
【００２９】
なお、クリアランス解析の情報で得た近接面情報では、平面の場合は、そのモデルの外側に向いた近接面の法線ベクトルを近接方向に、近接面上の点を近接面中心として、円筒面の場合は、その円筒の軸方向を近接方向に、円筒軸の中心点を近接面中心として扱うのがよい。また、近接面ガタは、近接した部品間のガタ、つまりクリアランス距離として扱い、近接面バウンディングボックス長は、近接面のバンディングの縦・横・高さの長さとして扱い、近接面面取り量は、近接面と接続している面取りの大きさとして扱うのがよい。
【００３０】
図３は、自動機性能記憶部１２２に格納されるデータ構造を示す図である。自動機性能記憶部１２２には、自動機を特定する識別子である自動機ＩＤ１２２ａと、自動機の腕数を特定する情報である腕数１２２ｂと、自動機の動作精度を特定する情報である位置精度１２２ｃおよび姿勢精度１２２ｄと、自動機が運ぶことができる部品の重量を特定する情報である可搬重量１２２ｅと、が対応付けられた情報が複数記憶される。ここで、自動機の位置精度とは、ある目標地点に向けて例えば自動機のハンド取付け部を動作させた場合の、目標地点と実地点とのずれをいう。また、自動機の姿勢精度とは、ある目標地点に向けて例えば自動機のハンド取付け部を動作させた場合の、目標姿勢と実姿勢とのずれをいう。
【００３１】
例えば、自動機ＩＤ１２２ａが「ＡＭ０００１」について、腕数１２２ｂには「１」が格納され、位置精度１２２ｃにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の動作位置のずれの最大幅を特定する情報「（±０．１，±０．１，±０．１）」が格納され、姿勢精度１２２ｄにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の姿勢位置のずれの最大幅を特定する情報「（±０．１，±０．１，±０．１）」が格納され、可搬重量１２２ｅには持ち上げる部品の重量を特定する情報「１０」が格納され、それぞれ対応付けられる。
【００３２】
図４は、把持部性能記憶部１２３に格納されるデータ構造を示す図である。把持部性能記憶部１２３には、把持部を特定する識別子である把持部ＩＤ１２３ａと、把持方法を特定する情報である把持方法１２３ｂと、把持に用いる爪数を特定する情報である爪数１２３ｃと、爪により把持する力を特定する把持力１２３ｄと、把持において許容可能な重心とのずれ量を特定する許容重心ずれ１２３ｅと、把持において爪が把持する部品との接触面の形状を特定する把持面形状１２３ｆと、把持部の動作精度を特定する情報である位置精度１２３ｇおよび姿勢精度１２３ｈと、把持する部品の重量を特定する情報である重量１２３ｊと、把持対象の部品の特定を限定する情報である対応部品属性１２３ｋと、把持部の厚さ１２３ｍと、が対応付けられた情報が複数記憶される。ここで、把持精度とは、部品のある目標点を把持した場合の、目標点の位置・姿勢と、実際の位置・姿勢とのずれをいう。
【００３３】
例えば、把持部ＩＤ１２３ａが「ＨＮ０００１」について、把持方法１２３ｂには「吸着」が格納され、爪数１２３ｃには「１」が格納され、把持力１２３ｄには「１００」が格納され、許容重心ずれ１２３ｅには「５」が格納され、把持面形状１２３ｆには「直径３０の円」が格納され、位置精度１２３ｇにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の把持位置のずれの最大幅を特定する情報「（±０．１，±０．１，±０．１）」が格納され、姿勢精度１２３ｈにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の姿勢位置のずれの最大幅を特定する情報「（±０．１，±０．１，±０．１）」が格納され、重量１２３ｊには持ち上げる部品の重量を特定する情報「１」が格納され、対応部品属性１２３ｋには持ち上げる部品の属性を特定する情報「ＰＣＢ」が格納され、把持部厚さ１２３ｍには持ち上げる部品の厚さを特定する情報「２０」が格納され、それぞれ対応付けられる。
【００３４】
図５は、工具性能記憶部１２４に格納されるデータ構造を示す図である。工具性能記憶部１２４には、工具を特定する識別子である工具ＩＤ１２４ａと、工具の重量を特定する情報である重量１２４ｂと、工具により組み付けることができる部品の属性を特定する情報である対応部品属性１２４ｃと、工具により部品を取り付ける位置を特定する情報である部品取付位置１２４ｄと、工具により部品を取り付ける際の姿勢を特定する情報である部品取付姿勢１２４ｅと、工具の概形を規定する情報である工具概形１２４ｆと、が対応付けられた情報が複数記憶される。ここで、部品取付位置とは、工具の原点から見たときの部品を取り付ける位置をいう。また、部品取付姿勢とは、工具の座標系から見たときの部品を取り付ける姿勢をいう。
【００３５】
例えば、工具ＩＤ１２４ａが「ＴＬ０００１」について、重量１２４ｂには「１」が格納され、対応部品属性１２４ｃには「ＳＣＲＥＷ」が格納され、部品取付位置１２４ｄにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の取付位置を特定する情報「（１，２，２）」が格納され、部品取付姿勢１２４ｅにはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の座標上の姿勢を特定する情報「（０，０，９０）」が格納され、工具概形１２４ｆには直径１０の長さ６０の概形を有する工具を示す「直径１０×長さ６０」の情報が格納され、それぞれ対応付けられる。
【００３６】
図６は、組順・組立方向記憶部１２５に格納されるデータ構造を示す図である。組順・組立方向記憶部１２５には、部品の組み立ての順（組順）を特定する識別子である組立順番１２５ａと、組み付ける対象の部品を特定する情報である部品ＩＤ１２５ｂと、部品を組み付ける方向を特定する組立方向１２５ｃと、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００３７】
例えば、組立順番１２５ａの「２」すなわち組順が「２」の部品については、部品ＩＤ１２５ｂ「ＰＴ０００２」で特定されるよう対応付けられ、組立方向１２５ｃについては、格納されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上のベクトルを特定する情報「（０，０，−１）」が対応付けられた情報が格納される。
【００３８】
図７は、把持位置記憶部１２６に格納されるデータ構造を示す図である。把持位置記憶部１２６には、把持部により部品を把持する状態を特定する把持位置ＩＤ１２６ａと、把持される部品を特定する識別子である部品ＩＤ１２６ｂと、把持部を特定する情報である把持部ＩＤ１２６ｃと、把持部の把持開始時の把持位置を特定する情報である把持位置１２６ｄと、把持部の把持開始時の把持姿勢を特定する情報である把持姿勢１２６ｅと、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００３９】
例えば、把持位置ＩＤ１２６ａである「ＨＰ０００１」について、部品ＩＤ１２６ｂには「ＰＴ０００１」が格納され、把持される部位を特定する情報である把持部ＩＤ１２６ｃに「ＨＮ０００１」が格納され、把持位置１２６ｄには、把持の開始位置を特定する情報として「（１，２，２）」が格納され、把持姿勢１２６ｅには、把持の姿勢（向き）を特定する情報として「（０，０，９０）」が格納され、それぞれ対応付けられる。
【００４０】
図８は、工具位置記憶部１２７に格納されるデータ構造を示す図である。工具位置記憶部１２７には、工具により部品を組み付けられる状態を特定する工具位置ＩＤ１２７ａと、組み付け部品を特定する識別子である部品ＩＤ１２７ｂと、工具を特定する情報である工具ＩＤ１２７ｃと、工具による組み付け開始時の部品を基準とする工具位置を特定する情報である工具位置１２７ｄと、工具による組み付け開始時の部品を基準とする工具姿勢を特定する情報である工具姿勢１２７ｅと、が対応付けられた情報が複数記憶される。なお、工具位置１２７ｄと、工具姿勢１２７ｅとは、それぞれ、工具性能記憶部１２４の部品取付位置１２４ｄと、部品取付姿勢１２４ｅと、を逆変換した関係にあるといえる。
【００４１】
例えば、工具位置ＩＤ１２７ａである「ＴＰ０００１」について、部品ＩＤ１２７ｂには「ＰＴ０００１」が格納され、組み付けに用いられる工具を特定する情報である工具ＩＤ１２７ｃに「ＴＬ０００１」が格納され、工具位置１２７ｄには、取り付けの開始位置を特定する情報として「（１，２，２）」が格納され、工具姿勢１２７ｅには、工具の姿勢（向き）を特定する情報として「(０，０，９０)」が格納され、それぞれ対応付けられる。
【００４２】
図９は、位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８に格納されるデータ構造を示す図である。位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８には、評価対象の部品を特定する評価対象部品ＩＤ１２８ａと、部品を組み付ける自動機を特定する自動機ＩＤ１２８ｂと、組み付けの際の把持位置を特定する把持位置ＩＤ１２８ｃと、近接関係を示す情報である近接関係ＩＤ１２８ｄと、位置決め構造との接触高さである位置決め高さ１２８ｅと、位置精度評価値１２８ｆと、姿勢精度評価値１２８ｇとを含む評価値と、位置精度判定値１２８ｈと、姿勢精度判定値１２８ｊとを含む判定値と、判定結果を特定する情報である判定結果１２８ｋと、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００４３】
図１０は、把持容易性評価結果記憶部１２９に格納されるデータ構造を示す図である。把持容易性評価結果記憶部１２９には、評価対象の部品を特定する評価対象部品ＩＤ１２９ａと、部品を組み付ける自動機を特定する自動機ＩＤ１２９ｂと、組み付けの際の把持位置を特定する把持位置ＩＤ１２９ｃと、把持位置を用いて評価対象部品を把持する場合の把持面積である評価値１２９ｄと、把持位置に割り当てられた把持部の許容把持面積である判定値１２９ｅと、評価値と判定値とに応じた判定結果である判定１２９ｆと、把持位置を用いて評価対象部品を把持する場合のハンド重心と部品重心とのずれである評価値１２９ｇと、把持位置に割り当てられた把持部の許容重心ずれである判定値１２９ｈと、評価値と判定値とに応じた判定結果である判定１２９ｊと、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００４４】
図１１は、工具スペース評価結果記憶部１３０に格納されるデータ構造を示す図である。工具スペース評価結果記憶部１３０には、評価対象の部品を特定する評価対象部品ＩＤ１３０ａと、部品を組み付ける自動機を特定する自動機ＩＤ１３０ｂと、組み付けの際の把持位置または工具位置を特定する把持位置・工具位置ＩＤ１３０ｃと、自動機あるいは工具による組立の際の干渉有無１３０ｄと、干渉量１３０ｅと、干渉位置１３０ｆと、を含む干渉評価結果と、評価対象部品を自動機あるいは工具による組み立ての際の最小クリアランス値である評価値１３０ｇと、自動機の動作精度から算出される判定値１３０ｈと、最小クリアランスを記録した部品の位置を特定する最小位置１３０ｊと、評価値１３０ｇと判定値１３０ｈとに応じた判定結果である判定１３０ｋと、を含む最小クリアランス評価と、が対応付けられた情報が複数記憶される。
【００４５】
処理部１４０は、組順・組立方向算出部１４１と、把持・工具位置算出部１４２と、位置決め構造・ガタ評価部１４３と、把持容易性評価部１４４と、工具スペース評価部１４５と、を有する。
【００４６】
組順・組立方向算出部１４１は、部品情報記憶部１２１に記憶されている部品情報を用いて、部品を組み立てて製造する製品等の設計３次元形状の組順・組立方向を算出し、組順・組立方向記憶部１２５に記憶させる。なお、組順・組立方向を算出する処理は様々な公知例が存在するが、例えば特許第４８５９５９０号にあるように、部品間の拘束関係から分解方向・分解順序を算出し、分解順序、及び分解方向を逆転させることで組順・組立方向を算出する。ただし、これに限られず、他の同様の処理であってもよい。
【００４７】
把持・工具位置算出部１４２は、評価対象部品Ｐに対応する部品情報に関する部品属性と、把持部性能に関する対応部品属性が一致した把持部、または、工具性能に関する対応部品属性が一致した工具、を対象として、把持部性能記憶部１２３に記憶されている把持部性能あるいは工具性能記憶部１２４に記憶されている工具性能を用いて、把持位置または工具位置を評価対象部品ごとに算出し、把持位置記憶部１２６と、工具位置記憶部１２７にそれぞれ記憶させる。なお、把持位置・姿勢の取得方法には様々な公知例が存在するが、例えば特開２００８−２７２８８６号公報にあるように、設計３次元情報を三角形メッシュに変換し、三角形メッシュの位置ベクトルと法線ベクトルを基に、把持位置・姿勢を算出する。一方、工具位置・姿勢に関しては、工具から見た部品位置・姿勢である工具性能データ内の部品取付位置と、部品取付姿勢とを逆変換することで算出する。ただし、これに限られず、他の同様の処理であってもよい。
【００４８】
位置決め構造・ガタ評価部１４３は、部品情報と、自動機性能と、把持部性能と、組順・組立方向と、把持位置と、を用いて、位置決め構造・ガタ評価結果を算出し、位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８に記憶させる。詳細な処理内容については、後述する。
【００４９】
把持容易性評価部１４４は、部品情報と、自動機性能と、把持部性能と、把持位置と、を用いて、把持容易性評価結果を算出し、把持容易性評価結果記憶部１２９に記憶させる。詳細な処理内容については、後述する。
【００５０】
工具スペース評価部１４５は、部品性能と、自動機性能と、把持部性能と、工具性能と、組順・組立方向と、把持位置と、工具位置と、を用いて、工具スペース評価結果を算出し、工具スペース評価結果記憶部１３０に記憶させる。詳細な処理内容については、後述する。
【００５１】
入出力処理部１５０は、入出力に関する制御を行う。例えば、画面表示の情報を受け付けると、出力装置に表示可能に出力し、入力装置を介して入力情報を受け付けると、処理部１４０へ受け渡す。
【００５２】
図１２は、設計支援装置１００のハードウェア構成を示す図である。設計支援装置１００は、典型的にはパーソナルコンピュータ装置であるが、これに限らず、スマートフォン、携帯電話端末あるいはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の電子情報端末であってもよい。
【００５３】
設計支援装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１１等の演算装置と、メモリ１１２等の主記憶装置と、ハードディスク（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置１１３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の可搬記憶媒体１１４Ｄに対して電子データの読み書きを行う読取装置１１４と、キーボードやマウス等の入力装置１１５と、ディスプレイやプリンタ等の出力装置１１６と、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等の通信装置１１７と、これらをつなぐバスと、を含んで構成される。
【００５４】
通信装置１１７は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、又はアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。通信装置１１７は、ネットワークに接続される他の装置との通信を行う。
【００５５】
演算装置は、例えばＣＰＵ１１１である。主記憶装置は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ１１２である。外部記憶装置１１３は、デジタル情報を記憶可能な、いわゆるハードディスクやＳＳＤ、あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。
【００５６】
入力装置１１５は、キーボードやマウス等のポインティングデバイス、あるいは音声入力装置であるマイク等を含む入力情報を受け付ける装置である。
【００５７】
出力装置１１６は、ディスプレイやプリンタ、あるいは音声出力装置であるスピーカ等を含む出力情報を生成する装置である。
【００５８】
上記した処理部１４０に設けられる組順・組立方向算出部１４１と、把持・工具位置算出部１４２と、位置決め構造・ガタ評価部１４３と、把持容易性評価部１４４と、工具スペース評価部１４５とは、ＣＰＵ１１１に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、メモリ１１２、外部記憶装置１１３または可搬記憶媒体１１４Ｄ内に記憶され、実行にあたってメモリ１１２上にロードされ、ＣＰＵ１１１により実行される。
【００５９】
また、記憶部１２０は、メモリ１１２及び外部記憶装置１１３により実現される。
【００６０】
また、通信部は、通信装置１１７により実現される。また、入出力処理部１５０は、入力装置１１５および出力装置１１６により実現される。
【００６１】
以上が、本実施形態における設計支援システム１の設計支援装置１００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、ネットワークに接続しないスタンドアロン型の設計支援装置１００であってもよい。
【００６２】
また、記憶部１２０に格納される各記憶部は、ネットワークに接続された他のサーバ装置や外部記憶装置に記憶されている情報をクローリングして収集して情報を更新するものであってもよいし、サプライヤからデータの送信を受けて更新するものであってもよい。
【００６３】
なお、設計支援装置１００は、図示しないが、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ミドルウェア、アプリケーションなどの公知の要素を有し、特にディスプレイなどの入出力装置にＧＵＩ画面を表示するための既存の処理機能を備える。処理部１４０は、上記の既存の処理機能を用いて、所定の画面を描画し表示する処理や、画面を介してユーザーにより入力されるデータ情報の処理などを行う。
【００６４】
［動作の説明］次に、本実施形態における設計支援システム１の動作を説明する。
【００６５】
図１３は、本実施形態における設計支援装置１００が実施する組立性評価処理の処理フロー図である。組立性評価処理は、設計支援装置１００が起動している状態で、利用者から処理の開始指示を受け付けると、開始される。
【００６６】
まず、組順・組立方向算出部１４１は、設計３次元形状の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。具体的には、組順・組立方向算出部１４１は、ユーザーが入力装置を介して入力した設計３次元形状を取得し、部品情報記憶部１２１内のデータの形式に成形して記憶させる。
【００６７】
次に、組順・組立方向算出部１４１は、自動機と、把持部と、工具性能と、の入力を受け付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、ユーザーが入力装置を介して入力した自動機性能情報と、把持部性能情報と、工具性能情報とを、自動機性能記憶部１２２、把持部性能記憶部１２３、工具性能記憶部１２４のそれぞれの形式に成形して、自動機性能記憶部１２２と、把持部性能記憶部１２３と、工具性能記憶部１２４と、にそれぞれ記憶する。なお、本実施形態においては、自動機と、把持部と、工具性能と、の情報を、ユーザーが入力するとしているが、あらかじめ自動機性能記憶部１２２と、把持部性能記憶部１２３と、工具性能記憶部１２４と、についてそれぞれの情報が記憶された記憶媒体を用意し、記憶媒体に格納されたデータを用いる形式でもよい。
【００６８】
そして、組順・組立方向算出部１４１は、組順と組立方向を部品ごとに算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、組順・組立方向算出部１４１は、部品情報記憶部１２１に記憶されている部品情報を用いて設計３次元形状の組順・組立方向情報を算出し、組順・組立方向記憶部１２５に記憶する。なお、本ステップでの処理は様々な公知例が存在するが、例えば特許第４８５９５９０号にあるように、部品間の拘束関係から分解方向・分解順序を算出し、分解順序、及び分解方向を逆転させることで組順・組立方向を算出できる。
【００６９】
ステップＳ１０５からステップＳ１１０において、組順・組立方向記憶部１２５に記憶されている組立順番に従って部品ＩＤを取得し、その個数分ループ計算を行う（ステップＳ１０４、ステップＳ１１１）。なお、本フローチャートでは、ある部品ＩＤで特定される部品、例えば評価対象部品Ｐが選択された場合を例示して当該ステップの処理について説明する。
【００７０】
把持・工具位置算出部１４２は、把持・工具位置を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、把持・工具位置算出部１４２は、把持部性能記憶部１２３に記憶されている把持部性能情報と、工具性能記憶部１２４に記憶されている工具性能情報を用いて、把持位置の情報と、工具位置の情報とを算出し、それぞれ把持位置記憶部１２６と、工具位置記憶部１２７に記憶させる。ここで、把持位置情報及び工具位置情報を算出する把持部・工具は、評価対象部品Ｐに対応する部品情報に含まれる部品属性と、把持部性能情報内の対応部品属性が一致した把持部、または、工具性能情報内の対応部品属性が一致した工具、のいずれかを対象とする。
【００７１】
把持位置・姿勢の取得方法には様々な公知例が存在するが、例えば特開２００８−２７２８８６にあるように、設計３次元情報を三角形メッシュに変換し、三角形メッシュの位置ベクトルと法線ベクトルを基に、把持位置・姿勢を算出することが可能である。一方、工具位置・姿勢に関しては、工具から見た部品位置・姿勢である工具性能データ内の部品取付位置と、部品取付姿勢とを逆変換することで算出することが可能である。
【００７２】
ステップＳ１０７からＳ１０９において、自動機性能情報に格納されている自動機ＩＤの個数分、ループ処理を行う（ステップＳ１０６、ステップＳ１１０）。なお、本フローチャートでは、ある自動機ＩＤで特定される自動機、例えば自動機Ａが選択された場合を例示して当該ステップの処理について説明する。
【００７３】
位置決め構造・ガタ評価部１４３は、位置決め構造・ガタ評価処理を行う（ステップＳ１０７）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、部品情報と、自動機性能情報と、把持部性能情報と、組順・組立方向情報と、把持位置情報と、を用いて、位置決め構造・ガタ評価結果情報を算出し、位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８に記憶させる。なお、本ステップＳ１０７の詳細は、図１４を用いて後述する。
【００７４】
把持容易性評価部１４４は、把持容易性評価処理を行う（ステップＳ１０８）。具体的には、把持容易性評価部１４４は、部品情報と、自動機性能情報と、把持部性能情報と、把持位置情報と、を用いて、把持容易性評価結果情報を算出し、把持容易性評価結果記憶部１２９に記憶させる。なお、本ステップＳ１０８の詳細は、図１６を用いて後述する。
【００７５】
工具スペース評価部１４５は、工具スペース評価処理を行う（ステップＳ１０９）。具体的には、把持容易性評価部１４４は、部品情報と、自動機性能情報と、把持部性能情報と、組順・組立方向情報と、把持位置情報と、工具位置情報と、を用いて、工具スペース評価結果情報を算出し、工具スペース評価結果記憶部１３０に記憶させる。なお、本ステップＳ１０９の詳細は、図１８を用いて後述する。
【００７６】
なお、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９については、順次実行してもよいし、並列処理を行うようにしてもよい。また、別の装置において並列実行するものであってもよい。また、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９のうち、任意のステップについて実行するものとしてもよい。すなわち、必ずしもステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の処理を行わなければならないわけではなく、少なくともいずれか一つを行うものであってよい。
【００７７】
組順・組立方向算出部１４１は、評価結果を表示させる（ステップＳ１１２）。具体的には、組順・組立方向算出部１４１は、位置決め構造・ガタ評価結果、把持容易性評価結果、工具スペース評価結果を用いて、後述の図２２に示す製品評価結果出力画面１０３０と、図２３に示す部品ごとの位置決め構造・ガタ評価結果出力画面１０４０と、図２４に示す部品ごとの把持容易性評価結果出力画面１０５０と、図２５に示す部品ごとの工具スペース評価結果出力画面１０６０と、にそれぞれ示す画面を算出し、表示させる。
【００７８】
図１４は、位置決め構造・ガタ評価処理の処理フローを示す図である。位置決め構造・ガタ評価処理は、組立性評価処理のステップＳ１０７において開始される。
【００７９】
図１５は、位置決め構造・ガタ評価処理の対象となる部品構成の例を示す断面図である。つまり、図１５に示す断面図の構造は、位置決め構造・ガタ評価処理の処理フローにおける処理の例示に用いる部品構造を示す図であるといえる。
【００８０】
図１５に示すように、部品ＰＴ０００１、部品ＰＴ０００２と、ねじＰＴ０００３、ねじＰＴ０００４で構成される設計３次元形状の所定の位置における断面図である。本形状は、部品ＰＴ０００１に部品ＰＴ０００２をＺ軸方向に沿って設置するものであり、部品ＰＴ０００１と部品ＰＴ０００２とに対し、ねじＰＴ０００３とねじＰＴ０００４とをＺ軸方向に沿って設置し、部品ＰＴ０００１と部品ＰＴ０００２を締結する、という組順をもって組み立てられることが組順・組立方向算出部１４１にて算出されているものとする。
【００８１】
位置決め構造・ガタ評価部１４３は、ステップＳ１０４で記憶させた組順・組立方向情報を用いて、組立途中３次元モデルを生成する（ステップＳ２０１）。組立途中３次元モデルとは、評価対象部品の直前まで組立が完了した３次元モデルをいう。例えば、図１５の例では、評価対象部品である部品ＰＴ０００２の組み付け直前まで組み立てられたもの、つまり部品ＰＴ０００１単体を指す。
【００８２】
ステップＳ２０３からＳ２１１では、把持位置情報を用いて、評価対象部品Ｐに対応する部品情報の部品ＩＤと一致する把持位置ＩＤを取得し、その個数分ループ計算を行う（ステップＳ２０２、ステップＳ２１２）。
【００８３】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、組み付け方向垂直面での自動機・把持部の合計動作精度を取得する（ステップＳ２０２）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、把持位置ＩＤを用いて把持部ＩＤと把持姿勢とを、把持部ＩＤを用いて把持精度を、自動機Ａに対応する自動機ＩＤから自動機Ａの動作精度を、それぞれ取得し、自動機の動作精度と、把持部の把持精度と、把持姿勢を用いて、組付け方向垂直面での自動機・把持部の合計の動作精度を取得する。取得する合計動作精度は、組付け方向垂直面での２軸の位置精度それぞれと、組付け方向を軸とする姿勢精度の合計３つのパラメータからなる。
【００８４】
本ステップの処理を、図１５の例を用いて説明する。図１５での評価対象部品ＰＴ０００２は、Ｚ方向（図の鉛直上向き）の反対方向（図の鉛直下向き）に移動させて、部品ＰＴ０００１に組付けられることから、組付け方向垂直面はＸＹ平面に対応し、組付け方向垂直面での２軸とはＸ軸・Ｙ軸に対応するといえる。位置決め構造・ガタ評価部１４３は、把持姿勢の情報を用いて、把持部のＸ軸・Ｙ軸方向の把持精度を算出し、自動機の動作精度を足し合わせる。これにより、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、合計動作精度の位置精度を算出することができる。また、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、把持姿勢の情報を用いて、把持部のＺ軸を中心とする姿勢精度を算出し、自動機の動作精度の姿勢精度を足し合わせることで、合計動作精度の姿勢精度を算出する。
【００８５】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、評価対象部品Ｐの近接関係・位置決め高さを取得する（ステップＳ２０４）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、評価対象部品Ｐに対応する部品情報を用いて部品間の近接関係を取得し、各部品間の近接関係に対応する位置決め高さを、近接面バウンディングボックスの組付け方向距離として算出する。
【００８６】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、評価対象部品との近接部品に対して、近接高さ順に計算を行う制御を行う（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０６からＳ２１０では、ステップＳ２０４にて取得した部品間近接関係の個数分、近接高さが高い順に、所定の評価を行う。なお、本ループ計算は、近接高さが高い近接関係から順にループインデックスとして、変数ｉ（初期値０）を設定し、変数ｉをインクリメントさせてループを制御するものとする。
【００８７】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、合計動作精度の位置精度の二軸についてそれぞれ計算する（ステップＳ２０６〜ステップＳ２０８）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、ステップＳ２０３で取得した自動機および把持部の合計動作精度の位置精度の２軸に対してそれぞれ計算を行う。図１５を例にすると、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれの方向に対して位置精度評価を行うものであるといえる。
【００８８】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、評価方向の位置精度を評価する（ステップＳ２０７）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、位置決め構造・ガタ評価結果情報の評価値の評価方向軸の位置精度評価値を下式（１）を用いて算出し、判定値の評価方向軸の位置精度判定値を下式（２）を用いて算出し、算出した位置精度評価値と位置精度判定値を用いて下式（３）にしたがって比較し、下式（３）を満たす場合、位置精度評価判定値をＯＫ（良好、問題なし）とする。
【００８９】
【数１】
2016151834.tif 000003
【００９０】
【数２】
2016151834.tif 000004
【００９１】
【数３】
2016151834.tif 000005
【００９２】
なお、上式（２）において示されている「ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）」の形式で示される評価式は、Ａ，Ｂのいずれか小さい値を択一する計算を行う記号である。すなわち、ＲｐとＧｐｒｅのいずれか小さい値をＪｐに代入する意味である。
【００９３】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、姿勢精度を評価する（ステップＳ２０７）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、位置決め構造・ガタ評価結果情報の評価値である姿勢精度評価値を下式（４）を用いて算出し、判定値である姿勢精度判定値を下式（５）で算出し、算出した姿勢精度評価値と姿勢精度判定値とを下式（６）にしたがって比較し、下式（６）を満たす場合、姿勢精度評価判定値をＯＫ（良好、問題なし）とする。
【００９４】
【数４】
2016151834.tif 000006
【００９５】
【数５】
2016151834.tif 000007
【００９６】
【数６】
2016151834.tif 000008
【００９７】
そして、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、評価結果の格納を行う（ステップＳ２１０）。具体的には、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、位置精度評価値、及び姿勢精度評価値からなる評価値と、位置精度判定値、及び姿勢精度判定値からなる判定値とを含む情報を位置決め構造・ガタ評価結果記憶部１２８に記憶する。また、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、判定結果１２８ｋに、２軸での位置精度評価判定値と姿勢精度評価判定値がすべてＯＫ（良好、問題なし）だった場合はＯＫを、それ以外の場合はＮＧを記憶させる。
【００９８】
以上が、位置決め構造・ガタ評価処理の処理フローである。位置決め構造・ガタ評価処理によれば、組立方向および自動機の動作精度を考慮した位置精度と、姿勢精度と、を算出して評価を行うことができるといえる。
【００９９】
図１６は、把持容易性評価処理の処理フローを示す図である。把持容易性評価処理は、組立性評価処理のステップＳ１０８において開始される。
【０１００】
図１７は、把持容易性評価処理の対象となる部品とその把持の例を示す斜視図である。つまり、図１７に示す斜視図の構造は、把持容易性評価処理の処理フローにおける処理の例示に用いる部品構造を示す図であるといえる。
【０１０１】
図１７に示すように、重心がＧ点（バツ印表記）にある部品１１を、重力方向反対向きに持ち上げるための把持を把持部１２および把持部１３により行う場合、横から挟むように把持すると、その把持の対称軸と部品１１の把持部１２および把持部１３の中間距離にある点との交点ｃは、重心Ｇ点と一致するのが理想である。交点ｃが重心Ｇ点から大きくずれると、部品１１に回転方向の力がかかり、適切に把持できない。また、把持部１２と部品１１との接触面積と、把持部１３と部品１１との接触面積の大きさも、安定的な把持のためには評価を要する。
【０１０２】
把持容易性評価部１４４は、評価対象部品Ｐを把持する把持位置ＩＤ順に計算を行う制御を行う（ステップＳ３０１、ステップＳ３０５）。ステップＳ３０２からＳ３０４では、把持容易性評価部１４４は、把持位置情報および評価対象部品Ｐに対応する部品情報の部品ＩＤと一致する把持位置ＩＤを取得し、その個数分ループ計算を行う。なお、本ループ計算は、所定の把持位置ＩＤの順にループインデックスとして変数ｉ（初期値０）を設定し、変数ｉをインクリメントさせてループを制御するものとする。
【０１０３】
把持容易性評価部１４４は、把持面積・重心ずれの算出を行う（ステップＳ３０２）。具体的には、把持容易性評価部１４４は、把持位置ＩＤを用いて把持部ＩＤを取得し、把持部ＩＤに対応する把持部性能情報を読み出し、把持面形状を特定する。そして、把持容易性評価部１４４は、把持位置と把持姿勢を取得した把持面形状を評価対象部品Ｐに仮想的に設置し、把持面積と重心ずれを算出する。例えば、図１７に示す通り、把持容易性評価部１４４は、部品１１に対し、把持部１２および把持部１３により把持される把持面を仮想的に配置し、図中に網掛けで示した把持面積や、重力方向の垂直面上でのハンド中心となる交点ｃと重心Ｇ点との距離である重心ずれを算出する。
【０１０４】
そして、把持容易性評価部１４４は、把持面積・重心ずれの評価を行う（ステップＳ３０３）。具体的には、把持容易性評価部１４４は、ステップＳ３０２にて得られた把持面積について下式（７）を用いて満足を判定し、重心ずれについて下式（８）を用いて許容の満足を判定し、下式（７）と下式（８）を共に満たす場合、評価結果をＯＫ（良好、問題なし）と判定する。
【０１０５】
【数７】
2016151834.tif 000009
【０１０６】
【数８】
2016151834.tif 000010
【０１０７】
そして、把持容易性評価部１４４は、把持位置・面積・重心ずれを記憶させる（ステップＳ３０４）。具体的には、把持容易性評価部１４４は、ステップＳ３０２で取得した把持面積および重心ずれと、ステップＳ３０３で取得した評価結果と、を用いて、把持容易性評価結果記憶部１２９の把持容易性評価結果の該当項目に記憶させる。
【０１０８】
以上が、把持容易性評価処理の処理フローである。把持容易性評価処理によれば、組立に際して部品の把持の容易性について自動機の動作精度および形状を考慮して把持が容易であるか否か判定することができる。
【０１０９】
図１８は、工具スペース評価処理の動作フローを示す図である。工具スペース評価処理は、組立性評価処理のステップＳ１０９において開始される。
【０１１０】
工具スペース評価部１４５は、評価対象部品Ｐを把持する把持位置ＩＤおよび工具位置ＩＤの順に計算を行う制御を行う（ステップＳ４０１、ステップＳ４１０）。ステップＳ４０２からＳ４０９では、工具スペース評価部１４５は、把持位置情報および評価対象部品Ｐに対応する部品情報の部品ＩＤと一致する把持位置ＩＤを取得し、その個数分ループ計算を行う。また、部品情報の部品ＩＤと一致する工具位置ＩＤを一つまたは複数取得して把持位置ＩＤとの組み合わせに応じて総当たりでループを行う。
【０１１１】
工具スペース評価部１４５は、工具と部品を合わせた把持モデルを作成する（ステップＳ４０２）。具体的には、工具スペース評価部１４５は、把持部の把持位置、把持姿勢、把持面形状、把持部厚さ、工具の工具位置、工具姿勢、工具概形、を用いて、部品と工具または把持部が一体となった、把持モデルを算出する。
【０１１２】
工具スペース評価部１４５は、把持モデルを評価開始位置に設置する（ステップＳ４０３）。評価開始位置とは、製品全体のバウンディングボックスの外側まで、把持モデルを組立方向逆向きに移動させた位置である。すなわち、部品を組み付ける動作の初期位置に工具を設定するといえる。
【０１１３】
工具スペース評価部１４５は、組立方向に沿って把持モデルを順に移動して計算を行う（ステップＳ４０４、ステップＳ４０９）。ステップＳ４０５からＳ４０８では、工具スペース評価部１４５は、把持モデルを部品設置点まで微小に（所定の周期、所定の距離あるいは所定の近接高さ順に）動かして、位置毎にステップＳ４０５〜ステップＳ４０８までの処理を行い、ループ計算を行う。
【０１１４】
工具スペース評価部１４５は、干渉評価を行う（ステップＳ４０５）。具体的には、工具スペース評価部１４５は、部品同士あるいは工具と部品との干渉評価を行い、干渉の有無、干渉量を特定する。
【０１１５】
工具スペース評価部１４５は、干渉があったか否かを判定する（ステップＳ４０６）。具体的には、工具スペース評価部１４５は、ステップＳ４０５にて行った干渉評価の結果を用いて、干渉の有無を判定する。
【０１１６】
干渉があった場合（ステップＳ４０６にて「Ｙｅｓ」の場合）には、工具スペース評価部１４５は、ステップＳ４０５にて行った干渉の有無、干渉量、および干渉が起こった際の把持モデルの位置を、工具スペース評価結果記憶部１３０の干渉評価結果に記憶させる（ステップＳ４０７）。
【０１１７】
干渉が無かった場合（ステップＳ４０６にて「Ｎｏ」の場合）には、工具スペース評価部１４５は、動作精度を考慮したクリアランス評価を行い記憶させる（ステップＳ４０８）。具体的には、工具スペース評価部１４５は、自動機Ａの動作精度、把持精度を用いて把持モデルの位置を変化させ、クリアランス評価を行い、動作精度と把持精度の範囲内で動かしたときにユーザーがあらかじめ定義した閾値以上の空隙の距離を確保できていれば判定をＯＫ（良好、問題なし）とし、最小クリアランス量・判定値・把持モデルの位置を工具スペース評価結果記憶部１３０のクリアランス評価結果に記憶させる。
【０１１８】
以上が、工具スペース評価処理の処理フローである。工具スペース評価処理によれば、工具を用いて部品の組み付けを行う際に、工具の動作精度、姿勢精度も考慮して必要な空間を確保できるか否かを判定することができる。
【０１１９】
図１９は、自動機性能の設定画面の例を示す図である。自動機性能設定画面１０００においては、自動機の追加ボタン１００１が押されると、自動機性能タブ１００２が追加される。各自動機性能タブ１００２は、自動機性能テーブル１００３を有している。自動機性能テーブル１００３は、性能データの入力を受け付けると、自動機性能情報を生成し、自動機性能記憶部１２２に記憶させる。
【０１２０】
図２０は、把持部性能の設定画面の例を示す図である。把持部性能設定画面１０１０においては、把持部の追加ボタン１０１１が押されると、把持部性能タブ１０１２が追加される。各把持部性能タブ１０１２は、把持部性能テーブル１０１３と、対応属性入力テーブル１０１４と、を有している。把持部性能テーブル１０１３は、性能データの入力を受け付けると、対応属性入力テーブル１０１４の対応する属性の項目に付けられたチェックを用いて把持部性能情報を生成し、把持部性能記憶部１２３に記憶させる。
【０１２１】
図２１は、工具性能の設定画面の例を示す図である。工具性能設定画面１０２０においては、工具の追加ボタン１０２１が押されると、工具性能タブ１０２２が追加される。各工具性能タブ１０２２は、工具性能テーブル１０２３と、対応属性入力テーブル１０２４と、を有している。工具性能テーブル１０２３は、性能データの入力を受け付けると、対応属性入力テーブル１０２４の対応する属性の項目に付けられたチェックを用いて工具性能情報を生成し、工具性能記憶部１２４に記憶させる。
【０１２２】
図２２は、製品評価の結果の出力画面の例を示す図である。製品評価結果出力画面１０３０においては、対象自動機のロップダウンリスト１０３１にて対象自動機が選択されると、評価結果テーブル１０３２に、組立に用いる把持部・工具、自動組立可能かの判定結果、位置決め構造判定結果、把持容易性判定結果、工具スペース評価結果を各部品に対して表示する。各部品に対して自動組立の可否を表示することで、ユーザーは製品全体の自動組立の可能割合や、改善すべき製品が把握できる。
【０１２３】
図２３は、位置決め構造・ガタ評価の結果の出力画面の例を示す図である。位置決め構造・ガタ評価結果出力画面１０４０は、製品評価結果出力画面１０３０の評価結果テーブル１０３２にて各部品の位置決め構造評価結果が選択されると、表示される。テキストボックス１０４１には、評価対象部品の位置決め構造・ガタ評価の判定結果が表示される。評価結果詳細テーブル１０４２には、評価対象部品との近接部品、近接種類、近接位置、評価値、判定値、判定結果が近接高さ順に、選択可能に表示される。近接高さ順に判定結果を表示することで、組立不良の原因を把握できる。また、評価結果確認画面１０４３には、評価結果の近接高さと対応する設計３次元情報を表示する。本画面を確認することで、組立不良が起きる原因を視覚的に把握できる。
【０１２４】
図２４は、把持容易性評価の結果の出力画面の例を示す図である。把持容易性評価結果出力画面１０５０は、製品評価結果出力画面１０３０の評価結果テーブル１０３２にて各部品の把持容易性評価結果が選択されると、表示される。テキストボックス１０５１には、評価対象部品の把持容易性評価の判定結果が表示される。評価結果詳細テーブル１０５２には、把持候補ごとに、把持位置、把持姿勢、把持面積の評価値と判定値および判定、重心ずれの評価値と判定値および判定、把持面積および重心ずれを総合評価した判定、が表示される。これにより、把持可能な把持位置を把握できる。また、評価結果確認画面１０５３には把持位置と対応する把持部とが表示される。評価結果確認画面１０５３を確認することで、把持位置の空間余裕度等を視覚的に把握することができる。
【０１２５】
図２５は、工具スペース評価の結果の出力画面の例を示す図である。工具スペース評価結果出力画面１０６０は、製品評価結果出力画面１０３０の評価結果テーブル１０３２にて各部品の工具スペース評価結果が選択されると、表示される。テキストボックス１０６１には、評価対象部品の工具スペース評価の判定結果が表示される。評価結果詳細テーブル１０６２には、把持候補ごとに、把持位置、把持姿勢、干渉有無、干渉量、干渉位置、最小クリアランスの評価値、判定値、クリアランスが最小となる最小位置、クリアランス判定等が表示される。これにより、どの把持位置ならば周囲とのスペースが十分かを把握することができる。また、評価結果確認画面１０６３には、把持位置と対応する把持部が表示される。本画面にて把持位置と把持部を組立方向に沿って動かすことで、どの部分が干渉するか、また、どこで最小クリアランス量を取るのかを視覚的に把握できる。
【０１２６】
以上、第一の実施形態に係る設計支援装置について説明した。第一の実施形態によると、既存の組立用の自動機や把持部の性能に対して、その性能に見合った設計になっているか否かを評価することが可能となる。また、現状の設計では想定している自動機、把持部では組立できないと判定された場合でも、設計を変更すべき箇所が把握可能に提示されているため、設計変更が容易となる。その結果、既存の組立用自動機や把持部にて組立可能な構造設計を容易に実現しうる。
【０１２７】
本発明は、上記の第一の実施形態に制限されない。上記の第一の実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上記第一の実施形態においては、公差情報の考慮が含まれていないが、これを含めたものとすることもできる。そのような実施形態について、第二の実施形態として以下に説明する。なお、第二の実施形態については、第一の実施形態において示した構成と基本的に同様の構成を備えるものであるため、差異を中心に説明する。また、第一の実施形態に示した構成と同様の構成については、図上においても同様の番号を付番している。
【０１２８】
図２６は、第二の実施形態に係る設計支援システム１´の概略を示す図である。設計支援システム１´においては、設計支援装置１００´が含まれている。設計支援装置１００´の記憶部１２０´には、公差情報記憶部１３１が追加されている。
【０１２９】
図２７は、公差情報記憶部の構成例を示す図である。公差情報記憶部１３１には、公差ＩＤ１３１ａと、部品ＩＤ１３１ｂと、対象データムＩＤ１３１ｃと、公差種類１３１ｄと、公差１３１ｅと、が含まれる。本公差情報記憶部１３１に格納される情報は、入出力装置等のユーザーインタフェースを介してユーザーが入力する方法や、実際の組立品を計測して各寸法のばらつきを計測する方法などの方法を用いて取得される。
【０１３０】
図２８は、第二の実施形態に係る位置決め構造・ガタ評価処理の動作フローを示す図である。第二の実施形態に係る位置決め構造・ガタ評価処理の動作フローは、第一の実施形態に係る位置決め構造・ガタ評価処理の動作フローと基本的に同様であるが、ステップＳ２０６とステップＳ２０７との間で、ステップＳ４１３を実行する点において相違がある。ステップＳ４１３以外のステップの処理は第一の実施形態と同様であるため、ステップＳ４１３の実行に付随して変化するステップ以外のステップの説明は割愛する。
【０１３１】
位置決め構造・ガタ評価部１４３は、公差情報記憶部１３１に格納されている公差情報を用いて、評価方向軸でのガタが最小となるように評価対象部品Ｐ、及び組立途中３次元モデルを変形させ、変更後のガタ量を取得する（ステップＳ４１３）。本ステップでの処理の一例として、公差情報記憶部１３１から各寸法の寸法誤差、部品やフィーチャの位置度を取得し、寸法誤差および位置度の範囲内で部品寸法や部品位置を様々に仮想的に変形して組み合わせ、評価方向軸でのガタ量が最小となる組み合わせを取得する手法がある。本手法を用いることで、最小となる評価方向軸でのガタ量を取得することが可能である。評価対象部品や組立途中３次元モデルを変形させる処理においては、公差情報記憶部１３１の各寸法の寸法誤差、部品やフィーチャの位置度を考慮する。
【０１３２】
また、これに付随して、ステップＳ２０７においては、位置決め構造・ガタ評価部１４３は、ステップＳ４１３で取得したガタ量を用いて評価方向軸の位置精度評価値を上式（１）を用いて算出し、判定値の評価方向軸の位置精度判定値を上式（２）を用いて算出し、算出した位置精度評価値と位置精度判定値を用いて上式（３）を用いて比較し、上式（３）を満たす場合に、位置精度評価判定値をＯＫ（良好、問題なし）とする。
【０１３３】
以上、第二の実施形態について説明した。第二の実施形態によれば、公差情報を用いることで、入力した設計３次元情報にさらに公差を考慮した組立性評価が可能となる。また、実施形態１における評価の結果と比較することで、公差に基づく組立不良のおそれのある肯定や部品を容易に発見することができる。
【０１３４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、さらなる様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態では本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１３５】
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【０１３６】
また、上記した実施形態の技術的要素は、単独で適用されてもよいし、プログラム部品とハードウェア部品のような複数の部分に分けられて適用されるようにしてもよい。
【０１３７】
以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。
【符号の説明】
【０１３８】
１・・・設計支援システム、１００・・・設計支援装置、１２０・・・記憶部、１２１・・・部品情報記憶部、１２２・・・自動機性能記憶部、１２３・・・把持部性能記憶部、１２４・・・工具性能記憶部、１２５・・・組順・組立方向記憶部、１２６・・・把持位置記憶部、１２７・・・工具位置記憶部、１２８・・・位置決め構造・ガタ評価結果記憶部、１２９・・・把持容易性評価結果記憶部、１３０・・・工具スペース評価結果記憶部、１４０・・・処理部、１４１・・・組順・組立方向算出部、１４２・・・把持・工具位置算出部、１４３・・・位置決め構造・ガタ評価部、１４４・・・把持容易性評価部、１４５・・・工具スペース評価部、１５０・・・入出力処理部、１６０・・・通信バス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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