(57)【要約】【課題】計算空間上に配置された複数の部品について部品レイアウト評価を行うシステムにおいて、組み付けによって生じる部品の変形を考慮する。【解決手段】まず、各部品を計算空間上にレイアウトし（ステップＳ１０）、組み立てによって変形が生じる部品について、その変形形状データを取得し、それをステップＳ１２の部品レイアウト評価の対象として登録する（ステップＳ１１）。そして、組み立てによって変形した部品のデータを用いて、複数の部品間の干渉および／または複数の部品間の距離の算出を実行する（ステップＳ１２）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価システムにおいて、
複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得する変形後形状取得部を備え、
前記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出が、前記取得された変形後形状を用いて実行されることを特徴とする部品レイアウト評価システム。
【請求項２】
さらに、予め取得された変形後形状を部品毎に記憶する部品形状記憶部を備え、
前記変形後形状取得部は、部品に対応する変形後形状を前記部品形状記憶部から取得することを特徴とする請求項１に記載の部品レイアウト評価システム。
【請求項３】
前記部品形状記憶部には、さらに、変形に関与する他の部品またはその部品の仕様毎に、予め取得された変形後形状が記憶され、
前記変形後形状取得部は、部品および当該部品の変形に関与する他の部品またはその部品の仕様に対応する変形後形状を前記部品形状記憶部から取得することを特徴とする請求項２に記載の部品レイアウト評価システム。
【請求項４】
前記変形後形状取得部は、他の部品に装着することによって外径が拡大した弾性チューブの変形後形状を取得することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の部品レイアウト評価システム。
【請求項５】
計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価方法において、
複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得するステップを備え、
前記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出が、前記取得された変形後形状を用いて実行されることを特徴とする部品レイアウト評価方法。
【請求項６】
コンピュータを、計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価システムとして機能させるためのプログラムであって、当該コンピュータを、
複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得する変形後形状取得部として機能させ、
前記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を、前記取得された変形後形状を用いて実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＡＤシステムに関し、特に、計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＤシステムは、各部品を、入力された指示に基づいて、計算空間座標上の所望の位置に所望の姿勢で配置することができる。さらにＣＡＤシステムは、各部品が計算空間座標上のどの位置にどのような姿勢で配置されているかを視覚的に示す情報を出力することができる。このため、設計者は、出力される情報を確認しながら、部品同士が干渉しないように、各部品のレイアウト（位置および姿勢）を決定することができる。
【０００３】
しかし、複雑な形状の部品が含まれる場合や、多くの部品が密集するような場合には、出力された情報に基づく人為的な判断では、手間がかかったり、精度が低くなったりする場合がある。そこで、幾何学的な演算によって、部品レイアウト評価、すなわち、各部品が占有する三次元領域同士が重なり合うか否かの検査（いわゆる部品間干渉の検査）や、部品間の距離（最短距離や、所定の領域における距離、所定の方向に沿った離間距離等）の算出を実行するシステムが、実用化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、レイアウトの対象となる部品に、パイプや、それに装着される弾性チューブ（ゴムチューブ、樹脂チューブ等）が含まれる場合がある。弾性チューブをパイプに装着すると、弾性チューブの外形は、それを装着するパイプの外形に応じて拡大する。
【０００６】
しかしながら、上記従来の自動的な部品レイアウト評価では、そのような変形、すなわち複数の部品を組み立てることによって部品に生じる変形については、一切考慮されていなかった。このため、部品レイアウト評価の段階では、問題が顕在しなかったにも拘わらず、実際にそれらの部品を組み立てたときに、干渉が生じたり、所望の部品間距離が確保されていなかったりという問題が生じるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる部品レイアウト評価システムは、計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価システムにおいて、複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得する変形後形状取得部を備え、上記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出が、上記取得された変形後形状を用いて実行されるのが好適である。
【０００８】
また、上記本発明にかかる部品レイアウト評価システムでは、さらに、予め取得された変形後形状を部品毎に記憶する部品形状記憶部を備え、上記変形後形状取得部は、部品に対応する変形後形状を上記部品形状記憶部から取得するのが好適である。
【０００９】
また、上記本発明にかかる部品レイアウト評価システムでは、上記部品形状記憶部には、さらに、変形に関与する他の部品またはその部品の仕様毎に、予め取得された変形後形状が記憶され、上記変形後形状取得部は、部品および当該部品の変形に関与する他の部品またはその部品の仕様に対応する変形後形状を上記部品形状記憶部から取得するのが好適である。
【００１０】
また、上記本発明にかかる部品レイアウト評価システムでは、上記変形後形状取得部は、他の部品に装着することによって外径が拡大した弾性チューブの変形後形状を取得するのが好適である。
【００１１】
また、本発明にかかる部品レイアウト評価方法は、計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価方法において、複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得するステップを備え、上記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出が、上記取得された変形後形状を用いて実行される。
【００１２】
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、計算空間上で配置された複数の部品について、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価システムとして機能させるためのプログラムであって、当該コンピュータを、複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得する変形後形状取得部として機能させ、上記部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を、上記取得された変形後形状を用いて実行させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態にかかる部品レイアウト評価システム１０の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、部品レイアウト評価システム１０は、例えば、コンピュータとして構成され、部品レイアウト評価を実行したり入出力の制御を行ったりする制御部（ＣＰＵ等）１２、制御部１２の動作に関わる情報を記憶する記憶部（メモリ、ハードディスク等）１４、諸情報を入力する入力部（キーボード、マウス等）１６、および演算結果や諸情報の入力を促すための情報等を所定の形式で出力する出力部（ディスプレイ等）１８を含む。また、部品レイアウト評価システム１０には、リムーバブルデバイスや通信用インタフェース機器等（いずれも図示せず）が内蔵あるいは接続され、これらを介して、他装置（例えばＣＡＤシステムとして機能する他のコンピュータ等）から所定のデータ等（例えば各部品の立体形状データ等）を取り込むことも可能である。取り込まれたデータは、記憶部１４に格納される。
【００１５】
本実施形態では、制御部１２が、部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する部品レイアウト評価実行部として、また、複数の部品の組み立てによって変形する部品の変形後形状を取得する変形後形状取得部として、機能する。これらの処理は、制御部１２により、プログラム保持部（例えば記憶部１４）に保持されたプログラムにしたがって実行される。プログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えばＭＯ、ＤＶＤ等；図示せず）に格納され、リムーバブルデバイス（例えばＭＯドライブ、ＤＶＤドライブ等；図示せず）によって読み出され、プログラム保持部にインストールされる。プログラムを格納した外部装置から通信ネットワークおよび通信用インタフェース機器等を介してダウンロードしたプログラムをインストールすることももちろん可能である。
【００１６】
図２は、本実施形態にかかる部品レイアウト評価システム１０によって実行される一連の処理の一例を示すフローチャートである。図２の例では、部品レイアウト評価システム１０において、大別して、レイアウト仮決めＳ１０、変形後形状取得Ｓ１１および部品レイアウト評価Ｓ１２の各処理が実行される。これらステップＳ１０〜Ｓ１２は基本的には制御部１２において実行される。
【００１７】
＜レイアウト仮決め：Ｓ１０＞  記憶部１４には、予め、各部品の立体形状を示す情報が登録される。制御部１２は、それら立体形状を示す情報と、オペレータによる入力部１６の操作等によって入力された各部品の位置および姿勢を示す情報とから、当該位置および姿勢の各部品が計算空間座標上で占有する三次元領域を、演算することができる。さらに、制御部１２は、計算空間座標上での各部品の位置および姿勢あるいは三次元領域を出力部１８から出力するための情報を、生成することができる。したがって、オペレータは、出力部１８から出力された情報（例えば部品のレイアウト図［斜視図、断面図等］や、数値［部品間距離等］など）を確認しながら入力部１６を操作することにより、各部品の位置および姿勢を決定することができる。ただし、この時点ではまだ部品レイアウト評価（ステップＳ１２）が行われていないから、前記決定は、部品レイアウト評価を行うための仮決めである。そして、制御部１２は、記憶部１４に、決定された（仮決めされた）部品の位置および姿勢を示す情報または三次元領域を示す情報を登録する。なお、このとき、部品の位置および姿勢を示す情報は、例えば、部品の代表点（例えば各部品について予め決定された二点）の計算空間座標上での位置座標とすることができる。
【００１８】
＜変形後形状取得：Ｓ１１＞  制御部１２は、まず、変形後形状を取得する対象となる部品（すなわち組み立てによって変形する部品）、およびその変形に関与する部品および／またはその仕様を取得する。図３は、パイプ２０に弾性チューブ２２を装着する場合の変形後形状取得を示すための説明図であり、このうち（ａ）は、変形後形状が取得される前にレイアウトの仮決め（ステップＳ１０）が実行された状態での各部品２０，２２の配置を示す側面図（一部断面図）である。この例では、変形後形状を取得する対象となる部品は弾性チューブ２２、その変形に関与する部品はパイプ２０、またその仕様としては、パイプ２０の外径Ｄ、差し込み長さ（重複部分の長さ）Ｌ等となる。なお、ここでの部品および／または仕様の取得は、入力部１６から入力された情報に基づいて行ってもよいし、予め変形を生じる可能性のある部品および／または仕様に関する情報を記憶部１４に登録しておき、制御部１２が、部品レイアウト評価の対象となる部品群から、自動的に抽出するようにしてもよい（以上、ステップＳ２０）。
【００１９】
次に、制御部１２は、ステップＳ２０で取得した情報に基づいて、組み立てによって変形を生じる部品の変形後形状を取得する。記憶部１４に変形後形状のデータが予め格納されている場合には、制御部１２は、ステップＳ２０で取得した情報に対応する変形後形状データを、当該記憶部１４から取得する。図４は、記憶部１４に格納される変形後形状データの区分の一例を示す図である。図４に示すように、記憶部１４には、変形後形状データを、組み立てによって変形を生じる部品、その変形に関与する部品、および当該変形に関与する部品の仕様等により区分して記憶するのが好適である（以上、ステップＳ２１）。
【００２０】
次に、制御部１２は、ステップＳ２１で取得した変形後形状データを、ステップＳ１０で仮決めされた部品の位置および姿勢に合わせて計算空間座標上に配置する（フィッティングする）。一例として、変形後形状データの代表点（例えば二点）が、変形する部品あるいは変形に関与する部品の代表点（同二点）に対応させて予め規定されている場合には、制御部１２は、それら代表点同士が適合するように、変形後形状データを計算空間座標上に配置する（すなわち計算空間座標における変形後形状データの座標を算出する）。なお、変形後形状データの代表点も予め記憶部１４に格納しておくのが好適である（以上、ステップＳ２２）。
【００２１】
次に、制御部１２は、ステップＳ２２で配置した変形後形状データを、部品レイアウト評価の対象となる変形する部品、当該部品の一部、あるいは他の部品として、記憶部１４に登録する。図３（ｂ）は、図３（ａ）に例示した弾性チューブ２２の変形後形状データを、弾性チューブ２２の一部２２ｂとして登録する場合の一例を示す図である。この場合、制御部１２は、ステップＳ１０でレイアウトを仮決めした弾性チューブ２２（図３（ａ））のうち、変形後形状データと形状が異なる所定領域（変形部分）のみを変形後形状データに入れ替え（入れ替えた領域が２２ｂ）、それ以外の領域２２ａはそのままとする。そして制御部１２は、弾性チューブ２２が、二つの領域２２ａ，２２ｂから構成されるものとして、記憶部１４に登録し直す。なお、図３（ｂ）では、弾性チューブ２２は、二つの領域２２ａ，２２ｂが合成されたものとなるが、その境界は、二つの領域２２ａ，２２ｂで形状（例えば、断面形状、外径等）がほぼ同じとなる位置にしておくのが好適である。また、図３（ｂ）のような部分的な入れ替えを行わず、変形後形状データを、新たに付加された別の部品として登録してもよい（以上、ステップＳ２３）。
【００２２】
＜部品レイアウト評価：Ｓ１２＞  そして、制御部１２は、部品レイアウト評価の対象として記憶部１４に登録された部品について、公知の部品レイアウト評価、すなわち部品間干渉の有無の判定および／または部品間距離の算出を実行する。具体的には、例えば、各部品を、複数の平面的な凸多角形（凸ポリゴン）によって構成されているものとし、全てのあるいは所定のポリゴンの組み合わせについて干渉チェックを行う手法など、いわゆる最近点探索を行う種々の手法を適用することができる。本実施形態では、上述したステップＳ１１（Ｓ２０〜Ｓ２３）を実行することで、ステップＳ１２での部品レイアウト評価が、組み付けによって変形した後の部品形状に基づいて行われることとなる。よって、実際にそれらの部品を組み立てたときに、部品レイアウト評価では顕在しなかった部品間干渉が生じたり、部品レイアウト評価で確認したはずの部品間距離が確保されていなかったりという問題は、生じなくなる。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能であることを理解されたい。なお、本発明における組み付けによって変形する部品は、上記弾性チューブには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態にかかる部品レイアウト評価システムの概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる部品レイアウト評価システムによって実行される部品レイアウト評価のフローチャートの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる部品レイアウト評価システムにおいて変形後形状を取得する対象となる部品およびその変形に関与する部品の一例、ならびに変形後形状データの登録の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる部品レイアウト評価システムにおける変形後形状データの区分の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  部品レイアウト評価システム、１２  制御部、１４  記憶部、１６  入力部、１８  出力部、２０  パイプ、２２  弾性チューブ、２２ｂ  弾性チューブ２２の一部であって変形後形状データに入れ替えた部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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