(57)【要約】【課題】製品の組立作業を容易に行わせるための組立作業支援用の動画を効率よく作成し提供することが可能な組立作業支援システムおよび方法を得る。【解決手段】組立手順を提供するパーソナルコンピュータ１００と、このパーソナルコンピュータ１００からの組立手順を表示するペンコンピュータ２００とを備える組立作業支援システムであって、パーソナルコンピュータ１００は、３次元ＣＡＤシステムによって作成された製品の完成図をアニメーション用アプリケーションソフトに取り込み、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて実際の組立作業とは逆の順番で３次元ＣＡＤ上の完成品から各部品に分解されるまでの動画を作成する逆動画作成手段を備え、ペンコンピュータ２００は、逆動画作成手段によって作成された動画を逆再生して表示する逆再生手段を備える。【選択図】      図１
2004334510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立手順を提供する動画作成装置と、この動画作成装置からの組立手順を表示する動画表示装置とを備える組立作業支援システムであって、
前記動画作成装置は、
３次元ＣＡＤシステムによって作成された製品の完成図をアニメーション用アプリケーションソフトに取り込み、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて実際の組立作業とは逆の順番で３次元ＣＡＤ上の完成品から各部品に分解されるまでの動画を作成する逆動画作成手段
を備え、
前記動画表示装置は、
前記逆動画作成手段によって作成された動画を逆再生して表示する逆再生手段
を備えたことを特徴とする組立作業支援システム。
【請求項２】
前記動画作成装置は、３次元ＣＡＤシステムによって作成された製品の部品図を格納する手段を備え、
前記動画表示装置は、製品の組立作業者の要求に応じて前記動画作成装置からの前記部品図を表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の組立作業支援システム。
【請求項３】
前記動画作成装置は、製品の部品の概要を示す部品情報を格納する手段を備え、
前記動画表示装置は、製品の組立作業者の要求に応じて前記動画作成装置からの前記部品情報を表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の組立作業支援システム。
【請求項４】
組立手順を作成してこれを表示することによって組立作業を支援する組立作業支援方法において、
３次元ＣＡＤシステムによって作成された製品の完成図をアニメーション用アプリケーションソフトに取り込み、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて実際の組立作業とは逆の順番で３次元ＣＡＤ上の完成品から各部品に分解されるまでの動画を作成する逆動画作成工程と、
前記逆動画作成工程で作成された動画を逆再生して表示する逆再生工程と、
を備えることを特徴とする組立作業支援方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は組立作業支援システムおよび方法に関するものであり、特に、３次元ＣＡＤシステムを用いて動画を作成する組立作業支援システムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、個別生産製品の組立作業では個々の製品仕様が異なるため、製品の組立作業者は紙の図面から製品毎に部品の情報や組立手順等を読み取って組立作業を行っていた。また、製品の組立作業者は予めビデオカメラで録画された組立手順を基に組立作業を行っていた。しかし、紙の図面に記載された組立手順は通常設計図を流用したものであり、専門的な知識を有さないと図面を読み取ることが困難であった。また、組立手順をビデオカメラで録画する場合、必要な部品が全て揃った後に組立を実際に行わなければ組立作業を録画できず、一品のみの生産製品や初めて組立てる製品には対応できないといった問題があった。
【０００３】
一方、近年はコンピュータ技術の発展に伴い、３次元ＣＡＤシステムやアニメーションソフトを用いて製品の組立作業の作業支援が行われるようになっている。
【０００４】
特許文献１に記載の組立作業支援方法（動画像データファイルの作成方法）では、製品を構成する各部品の図面、写真、内容等の情報や２次元ＣＡＤデータを基に３次元ＣＡＤシステムを用いて全部品のモデリングデータを得ている。さらに、全部品のモデリングデータをアニメーション作成用ソフトに取り込み、部品の一つずつに座標を入力して部品の位置決めを行うことによって製品の組立完成品を画面上で作成している。そして、このようにして得られた画像を基に動画を作成して製品の組立作業支援用ファイルを作成している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３４７８１号公報（第４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば製品の組立作業を表す動画を作成するために部品の一つずつに座標を入力して部品の位置決めを行わなければならない。そのため、組立作業支援用ファイルの作成に多大な時間と労力が必要であるという問題があった。
【０００７】
この発明は上記に鑑みてなされたものであって、製品の組立作業を容易に行わせるための組立作業支援用の動画を効率よく作成し提供することが可能な組立作業支援システムおよび方法を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる組立作業支援システムおよび方法にあっては、組立手順を提供する動画作成装置と、この動画作成装置からの組立手順を表示する動画表示装置とを備える組立作業支援システムであって、前記動画作成装置は、３次元ＣＡＤシステムによって作成された製品の完成図をアニメーション用アプリケーションソフトに取り込み、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて実際の組立作業とは逆の順番で３次元ＣＡＤ上の完成品から各部品に分解されるまでの動画を作成する逆動画作成手段を備え、前記動画表示装置は、前記逆動画作成手段によって作成された動画を逆再生して表示する逆再生手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、製品の３次元ＣＡＤデータから部品を取り外す処理を行うことによって作業支援用の動画データを作成するので部品毎の位置合わせを不要とした組立作業支援用の動画データを作成することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる作業支援システムおよび方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
図１〜６に従ってこの発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態にかかる組立作業支援システムの構成を示すブロック図である。組立作業支援システムは、組立作業支援用の動画を作成する例えばパーソナルコンピュータ１００からなる動画作成装置と組立作業支援用の動画を表示する例えばペンコンピュータ２００からなる動画表示装置が電気的に接続されて構成されている。
【００１２】
パーソナルコンピュータ１００は、製品３次元ＣＡＤデータ格納部１１、組立手順動画データ格納部１２、製品情報格納部１３、部品情報格納部１４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５、動画データ作成プログラム部１６からなる。
【００１３】
製品３次元ＣＡＤデータ格納部１１は、製品の設計時に作成された各製品の完成品の３次元ＣＡＤデータを格納している。動画データ作成プログラム部１６は、製品３次元ＣＡＤデータ格納部１１に格納された製品の３次元ＣＡＤデータからアニメーション用アプリケーションソフトを用いて動画データを作成する。なお、製品３次元ＣＡＤデータ格納部１１の代わりに製品の３次元ＣＡＤデータを作成するコンピュータ（図示せず）と動画データ作成プログラム部１６を直接電気的に接続してもよい。
【００１４】
組立手順動画データ格納部１２は、動画データ作成プログラム部１６によって作成された製品の動画情報を格納し、製品情報格納部１３は各製品の製品名、オーダー番号、件名、図面番号等の各製品に対応する動画データを検索するための情報を格納し、部品情報格納部１４は部品名、部品の仕様、部品の大きさ等の各製品を構成する部品についての情報を格納している。部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５は、製品の設計時に作成された各製品を構成する部品の３次元ＣＡＤデータを格納している。
【００１５】
ペンコンピュータ２００は、組立手順動画データ格納部２２、製品情報格納部２３、部品情報格納部２４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部２５、動画表示用プログラム部２６、部品情報表示プログラム部２７、動画表示画面２８、製品別情報受信部２９からなる。
【００１６】
ペンコンピュータ２００は、動画表示画面２８に表示された部品等を所定のペンでタッチすることによって動画表示画面２８上の部品の選択等の操作を可能とするものである。なお、本実施の形態においては動画表示画面２８上で操作の可能なペンコンピュータ２００を用いる場合について説明するが、動画表示画面２８で部品の選択等の操作ができない動画表示装置である場合は動画表示画面２８に加えてさらにマウスやキーボード等の操作部を設けておく。
【００１７】
製品別情報受信部２９は、作業者が動画表示画面２８上に表示された製品情報格納部２３に格納された情報から組立作業を行う製品名を選択した場合に、組立手順動画データ格納部１２、部品情報格納部１４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５に格納された情報をパーソナルコンピュータ１００から受信する。
【００１８】
製品情報格納部２３は、製品情報格納部１３に格納されている情報を製品別情報受信部２９を介して取得し格納する。組立手順動画データ格納部２２、部品情報格納部２４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部２５はそれぞれ組立手順動画データ格納部１２、部品情報格納部１４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５が格納するデータの中から製品の組立作業者が指定した製品のデータのみを製品別情報受信部２９を介して取得し格納する。
【００１９】
動画表示用プログラム部２６は、動画表示画面２８上で指定された製品の動画データを組立手順動画データ格納部２２から取得し、これをアニメーション用アプリケーションソフトを用いて編集する。
【００２０】
部品情報表示プログラム部２７は、動画表示画面２８上で指定された製品の部品の部品名等の情報や部品の３次元ＣＡＤデータを部品情報格納部２４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部２５から夫々取得し、これをアニメーション用アプリケーションソフトを用いて編集する。動画表示画面２８は、動画表示用プログラム部２６、部品情報表示プログラム部２７によって編集された動画データや部品の情報等を表示する。
【００２１】
つぎに、実施の形態の組立作業支援方法の手順について図２に示すフローチャートに従って説明する。図２はこの発明の実施の形態にかかる組立作業支援方法を示すフローチャートである。
【００２２】
パーソナルコンピュータ１００は、設計の終了した製品の３次元ＣＡＤデータを取得して３次元ＣＡＤデータ格納部１１へ格納する（ステップＳ１００）。動画データ作成プログラム部１６において、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて製品の３次元ＣＡＤデータを取り込む（ステップＳ１１０）。
【００２３】
ここで、この発明の実施の形態にかかる３次元ＣＡＤデータから動画データを作成する方法について説明する。図３は、製品Ｘの３次元ＣＡＤデータから動画データを作成する手順を模式的に示した図である。
【００２４】
ここでは、動画データを作成する製品Ｘが部品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で構成され、製品Ｘの組立手順が最初に部品Ａ３と部品Ａ４を結合させ（組立て）、つぎに部品Ａ３と部品Ａ４が結合したものに部品Ａ２を結合させ、最後に部品Ａ２、部品Ａ３、部品Ａ４が結合したものに部品Ａ１を結合させて製品Ｘを完成する場合について説明する。
【００２５】
まず、動画データを作成する動画作成者は、製品Ｘを動画データを作成する画面上に表示させ、動画データの作成画面において実際の組立手順とは逆の手順で部品を取り外していく。実際の手順では部品Ａ１を最後に結合させるため、動画データ作成画面においては、まず製品Ｘから部品Ａ１を取り外す（ステップＳ１２０）。
【００２６】
図３（ａ）においては、図面内の矢印がマウスのポインタを示しておりここでは製品Ｘの部品Ａ１を指定した状態を示している。動画作成者は、マウスのポインタで製品Ｘの部品Ａ１を指定して部品Ａ１を製品Ｘから離れた位置に移動させる。部品Ａ１を移動させた状態を示したのが図３（ｂ）である。このようにして部品Ａ１を取り外す様子を動画データとして保存しておく。
【００２７】
つぎに、実際の組立作業では部品Ａ１の前に部品Ａ２を結合させているため、動画データ作成画面においては製品Ｘから部品Ａ２を取り外す。部品Ａ１と同様にして部品Ａ２を製品Ｘから離れた位置に移動させた状態を示したのが図３（ｃ）である。
【００２８】
このようにして、実際の組立作業とは逆の手順で全部品を取り外し、夫々の部品が取り外されていく様子を動画データとして組立手順動画データ格納部１２に格納しておく（ステップＳ１３０）。
【００２９】
また、このときに取り外した部品の情報を部品情報格納部１４に格納しておく。さらに、取り外した部品毎の３次元ＣＡＤデータの検索を容易にするため、部品毎の３次元ＣＡＤデータを部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５に格納しておく。
【００３０】
つぎに、製品の組立作業者はペンコンピュータ２００の動画表示画面２８から組立作業を開始する製品を選択し、製品別情報受信部２９に組立を開始する製品の動画データ等の作業支援用の情報を要求する（ステップＳ１４０）。ここでの製品の選択方法の一例を説明する。図４は、この発明の実施の形態にかかる製品情報の一覧表の一例を示す図である。図４の製品情報の一覧表は、製品名、注文元の会社名、動画データを作成した日付等の情報で構成されている。
【００３１】
例えば、作業者は組立作業を開始する製品の製品名を動画表示画面２８に表示された製品情報の一覧表から選択してこれを製品別情報受信部２９へ送信する。ここでは出力の欄にチェックを入れてデータ送信の欄を押すことによって製品情報の取得を行っている。なお、製品情報の一覧表は製品情報格納部２３によって提供されるものであり、製品情報格納部２３の情報は製品別情報受信部２９から取得したものである。
【００３２】
製品別情報受信部２９は、組立作業者によって選択された製品名に対応する作業支援用の動画データ、部品情報、部品の３次元ＣＡＤデータを組立手順動画データ格納部１２、部品情報格納部１４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部１５の中からそれぞれ抽出し受信する。そして、製品別情報受信部２９が取得した動画データ等の情報は組立手順動画データ格納部２２、部品情報格納部２４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部２５に格納される。動画表示用プログラム部２６は、アニメーション用アプリケーションソフトを用いて組立手順動画データ格納部２２の動画データを動画表示画面２８に表示する。動画表示画面２８に表示される動画は、図３において作成された動画データを逆再生したものとする。
【００３３】
ここで、この発明の実施の形態にかかる動画データから作業支援用の動画を表示する方法について説明する。図４は、図３の動画データを逆再生した状態を模式的に示した図である。
【００３４】
ここでも図３と同様に動画データ上の製品Ｘが部品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で構成され、製品Ｘの組立手順が最初に部品Ａ３と部品Ａ４を結合させ（組立て）、つぎに部品Ａ３と部品Ａ４が結合したものに部品Ａ２を結合させ、最後に部品Ａ２、部品Ａ３、部品Ａ４が結合したものに部品Ａ１を結合させて完成するものとする。
【００３５】
図５（ａ）は、製品Ｘのうち部品Ａ３と部品Ａ４が結合しており、部品Ａ１と部品Ａ２が取り外された状態を示している。製品Ｘの組立作業者は、この状態を見ることによって製品Ｘの組立作業の手順は部品Ａ３と部品Ａ４を最初に結合させるということを知ることができる。図５（ａ）の動画データを逆再生したものが図５（ｂ）である。ここでは、部品Ａ３と部品Ａ４を結合させた後に部品Ａ２を結合させている状態の変化を示している。製品Ｘの組立作業者は、この状態の変化を見ることによって製品Ｘの次の組立作業の手順は部品Ａ３と部品Ａ４が結合したものに部品Ａ２を結合させるということを知ることができる。
【００３６】
図５（ｂ）の動画データをさらに逆再生したものが図５（ｃ）である。ここでは、部品Ａ２、部品Ａ３、部品Ａ４を結合させた後に部品Ａ１を結合させている状態の変化を示している。製品Ｘの組立作業者は、この状態の変化を見ることによって製品Ｘの次の組立作業の手順は部品Ａ２、部品Ａ３、部品Ａ４が結合したものに部品Ａ１を結合させるということを知ることができる。このように、図３において作成した動画データを逆再生することによって実際の製品の組立手順を表示することが可能となる（ステップＳ１５０）。
【００３７】
また、作業者はアニメーション用アプリケーションソフトや３次元ＣＡＤシステムを用いることによって表示中（逆再生中）の動画の表示角度を所望の角度に変更することができる。これによって作業者の視点と同じ視点から製品を表示することが可能となる。また、動画の逆再生の速度を作業者が任意に変更できる機能や動画の一時停止等の機能を備えることによって作業者のスキルに応じた組立作業支援を行うことが可能となる。
【００３８】
さらに、作業者は動画表示画面２８上の製品の中から部品名、部品の仕様等の部品の情報を知りたい場合は、知りたい部品を画面上で指定する。図６は、実施の形態にかかる部品情報の一例を示した図である。
【００３９】
図６（ａ）は作業者が部品の情報を取得するため、取得したい部品を指定した時の動画表示画面２８を示している。これによって、部品情報表示プログラム部２７は、部品情報格納部２４、部品３次元ＣＡＤデータ格納部２５に格納された情報から作業者が指定した部品の情報を動画表示画面２８に表示する。
【００４０】
図６（ｂ）は、指定した部品が図６における部品Ａ４である場合の動画表示画面２８を示している。動画表示画面２８の左側部分には部品名等の部品の情報が表示され、動画表示画面２８の中央部分には部品Ａ４の３次元ＣＡＤデータが表示される（ステップＳ１６０）。
【００４１】
また、作業者はアニメーション用アプリケーションソフトや３次元ＣＡＤシステムを用いることによって動画表示画面に表示中の部品の表示角度を所望の角度に変更することができる。これによって作業者の視点と同じ視点から部品を表示することが可能となり、作業者の要求に応じた製品の部品情報を作業中の好きな時に見ることが可能となる。
【００４２】
なお、部品Ａ４の１回目の指定によって部品情報のみを表示し、さらに続けて部品Ａ４を指定した場合に部品の３次元ＣＡＤデータを表示するようにしてもよい。そして、組立作業者は、動画表示画面２８に表示された動画に基づいて組立作業を行う。
【００４３】
なお、ペンコンピュータ２００は組立手順動画データ格納部２２を備えることとしたが組立手順動画データ格納部２２の代わりに製品の３次元ＣＡＤデータを格納する製品３次元ＣＡＤデータ格納部（図示せず）を用いても良い。これによって動画を表示することはできないが、簡易なシステムで作業支援システムを構成することが可能となる。さらに、この実施の形態においてはペンコンピュータ２００が１つの場合について説明したが、ペンコンピュータ２００は複数設置することが可能である。
【００４４】
このようにこの実施の形態によれば、製品の３次元ＣＡＤデータから部品を取り外す処理を行うことによって作業支援用の動画データを作成するので部品毎の位置合わせを不要とした組立作業支援用の動画データを作成することが可能となる。また、組立作業中に作業者の要求に応じて部品の仕様等を示す部品情報や、部品の３次元ＣＡＤデータを表示することができるため、作業者が必要とする部品の情報を即時に取得することができ作業効率を向上させ素人工化を図ることが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、製品の３次元ＣＡＤデータから部品を取り外す処理を行うことによって組立作業支援用の動画データを作成するので部品毎の位置合わせを不要とした組立作業支援用の動画データを作成することができ、組立作業支援用の動画を容易に提供することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる組立作業支援システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる組立作業支援方法を示すフローチャートである。
【図３】製品Ｘの３次元ＣＡＤデータから動画データを作成する方法を模式的に示した図である。
【図４】実施の形態にかかる製品情報の一覧表の一例を示す図である。
【図５】図５の動画データを逆再生した状態を模式的に示した図である。
【図６】実施の形態にかかる部品情報の一例を示した図である。
【符号の説明】
１１  製品３次元ＣＡＤデータ格納部、１２，２２  組立手順動画データ格納部、１３，２３  製品情報格納部、１４，２４  部品情報格納部、１５，２５  部品３次元ＣＡＤデータ格納部、１６  動画データ作成プログラム部、２６  動画表示用プログラム部、２７  部品情報表示プログラム部、２８  動画表示画面、２９  製品別情報受信部、１００  パーソナルコンピュータ、２００  ペンコンピュータ。
【図１】
2004334510.tif 000003
【図２】
2004334510.tif 000004
【図３】
2004334510.tif 000005
【図４】
2004334510.tif 000006
【図５】
2004334510.tif 000007
【図６】
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