(57)【要約】【課題】複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、複数のサブアセンブリに分けて設計を行うときに、構成部品間の組付けについての整合性を確保することである。【解決手段】アセンブリの設計をサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、それぞれ独立して設計を行う。パッケージの設計を行うとき、基準座標系情報５４を有する組付スケルトンが配置され、この基準座標系情報に従い最初構成部品であるＡ部品の形状データ６０が配置され、組付け順序に従い、Ａ部品上の組付位置にＢ部品の形状データ６８等が順次組付け配置される。全部の構成部品が組付けられた設計済みパッケージのそれぞれを、基準座標系情報を一致させて順次組付けることで、アセンブリ全体を設計できる。組付けがきちんと行われるかによって組付け整合性を確認でき修正することができる。【選択図】図５
2005202726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、構成部品間の組付けを確認できる単位のサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、分割された各パッケージをそれぞれ独立した設計とし、それらに基づいてアセンブリの設計を行う設計支援装置であって、
設計対象のパッケージについてそのパッケージ内の第１構成単位として、設計の基準となる座標系とその原点の情報を含む基準座標系情報のみを有する組付スケルトンを配置するスケルトン配置手段と、
配置された組付スケルトンに、任意に定めた最初配置位置にそのパッケージ内の最初の構成部品を配置する最初配置手段と、
配置された最初の構成部品に対し、組付け順序に従い順次構成部品を組付け配置し、そのパッケージ内の全構成部品を組付けた設計済みパッケージを得る順次組付手段と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項1に記載の設計支援装置において、
各パッケージの基準座標系情報を一致させ、アセンブリ順序に従って各設計済みパッケージを順次組付け配置し、アセンブリ全体を得る全体組付手段を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、構成部品間の組付けを確認できる単位のサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、分割された各パッケージをそれぞれ独立した設計とし、それらに基づいてアセンブリの設計を行う設計支援装置上で実行される設計支援プログラムであって、
設計対象のパッケージについてそのパッケージ内の第１構成単位として、設計の基準となる座標系とその原点の情報を含む基準座標系情報のみを有する組付スケルトンを配置するスケルトン配置処理手順と、
配置された組付スケルトンに、任意に定めた最初配置位置にそのパッケージ内の最初の構成部品を配置する最初配置処理手順と、
配置された最初の構成部品に対し、組付け順序に従い順次構成部品を組付け配置し、そのパッケージ内の全構成部品を組付けた設計済みパッケージを得る順次組付処理手順と、
を実行することを特徴とする設計支援プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の設計支援プログラムにおいて、
各パッケージの基準座標系情報を一致させ、アセンブリ順序に従って各設計済みパッケージを順次組付け配置し、アセンブリ全体を得る全体組付処理手順を実行することを特徴とする設計支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は設計支援装置及び設計支援プログラムに係り、特に複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、複数のサブアセンブリに分けて設計を行うときの設計支援装置及び設計支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の構成部品からなる製品の設計を行う際に、複数の設計者に分担させることができれば設計日程を短縮できる。特許文献１には、複数の設計者でＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）設計を同時並行させるときに、全体のＣＡＤ設計を機能別に複数のパートに分割し、各パートをそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てることが開示される。ここでは、各設計者の技量によって設計時間及び設計品質に差が出ないように、各パートの構成要素の数（フィーチャー数）に応じて割り当てが行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多数の構成部品を組み立てるアセンブリ製品の設計を行う際に、これを複数の設計者に分担させるには、各構成部品がきちんと組付けできるようにデータの整合が取れていることが必要である。そのためには、各構成部品について組み立て時の関係で座標系やその原点等のデータの整合性が必要となる。
【０００５】
従来、各構成部品を設計するときは、それぞれの構成部品ごとに基準座標系とその原点を定めて設計を進めることが多い。このような場合には、各構成部品ごとに基準座標系のとり方や、原点の位置がそれぞれ異なる。したがって、これら各構成部品の設計データを集合してアセンブリ製品の設計データとするには、各構成部品の基準座標系のとり方を換算して１つの標準座標系にまとめ、ついでその標準座標系の原点と各構成部品の設計原点を換算し、組付けについてのデータの整合性を取る必要がある。
【０００６】
また、個々の部品、製品ごとに基準座標系を持たせると、例えばボルト等は複数の部位、複数のアセンブリ製品に用いられるので、用いられる対象の基準座標系に合わせ多数の座標系を有することが必要になる。つまり、用いられる対象の設計データを共通にするには、そこで用いられるボルト等のデータもその座標系に合わせることが必要になるからである。このように、共通化が可能なボルト等についても多数の座標系が必要となると、データの管理面や作業面において非効率的になる。
【０００７】
上記特許文献１においては、全体のＣＡＤ設計を複数に分割してそれぞれ独立したＣＡＤ設計作業として割り当てるときの設計時間及び設計品質の差を少なくすることについては開示しているが、複数の構成部品間の組付けについてのデータの整合性等については述べていない。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決し、複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、複数のサブアセンブリに分けて設計を行うときに、構成部品間の組付けについてのデータの整合性を確保できる設計支援装置及び設計支援プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る設計支援装置は、複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、構成部品間の組付けを確認できる単位のサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、分割された各パッケージをそれぞれ独立した設計とし、それらに基づいてアセンブリの設計を行う設計支援装置であって、設計対象のパッケージについてそのパッケージ内の第１構成単位として、設計の基準となる座標系とその原点の情報を含む基準座標系情報のみを有する組付スケルトンを配置するスケルトン配置手段と、配置された組付スケルトンに、任意に定めた最初配置位置にそのパッケージ内の最初の構成部品を配置する最初配置手段と、配置された最初の構成部品に対し、組付け順序に従い順次構成部品を組付け配置し、そのパッケージ内の全構成部品を組付けた設計済みパッケージを得る順次組付手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る設計支援装置において、各パッケージの基準座標系情報を一致させ、アセンブリ順序に従って各設計済みパッケージを順次組付け配置し、アセンブリ全体を得る全体組付手段を備えることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る設計支援プログラムは、複数の構成部品を含むアセンブリの設計を、構成部品間の組付けを確認できる単位のサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、分割された各パッケージをそれぞれ独立した設計とし、それらに基づいてアセンブリの設計を行う設計支援装置上で実行される設計支援プログラムであって、設計対象のパッケージについてそのパッケージ内の第１構成単位として、設計の基準となる座標系とその原点の情報を含む基準座標系情報のみを有する組付スケルトンを配置するスケルトン配置処理手順と、配置された組付スケルトンに、任意に定めた最初配置位置にそのパッケージ内の最初の構成部品を配置する最初配置処理手順と、配置された最初の構成部品に対し、組付け順序に従い順次構成部品を組付け配置し、そのパッケージ内の全構成部品を組付けた設計済みパッケージを得る順次組付処理手順と、を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る設計支援プログラムにおいて、各パッケージの基準座標系情報を一致させ、アセンブリ順序に従って各設計済みパッケージを順次組付け配置し、アセンブリ全体を得る全体組付処理手順を実行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の少なくとも１つにより、アセンブリの設計をサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割し、それぞれを独立した設計とする。パッケージとは、設計単位のことで、サブアセンブリごとに設計が独立に進められ、その設計データもパッケージごとにまとめられる。そして、各パッケージは、その第１構成単位として、基準座標系情報のみを有する組付スケルトンを配置する。サブアセンブリは、それを構成する各構成要素を組付け順序に従って組付けることで完成し、したがってそのパッケージのデータもそこで全部が揃うことになるが、上記構成により、構成部品の組付けに先立って、組付スケルトンを配置する。配置される組付スケルトンは、以後の組付けに用いる基準座標系情報のみを有するデータである。つまり、基準座標系情報のデータを、構成部品データと同様に扱って、第１構成単位として配置する。基準座標系情報は、各パッケージについて共通とできる。例えば、アセンブリの設計の基準とする基準座標系情報とすることができる。
【００１４】
このことで、各サブアセンブリについて独立して設計を進めても、基準座標系情報を仲立ちとして、各サブアセンブリの間の組付けにおけるデータの整合性が確保される。
【００１５】
また、上記構成により、この組付スケルトンに、最初の構成部品を組付ける。最初の構成部品とは、組付スケルトンの配置がなければそのパッケージにおけるスタートとなる構成部品であり、他の構成部品がその上に順次組付けられることになるベースの構成部品である。したがって、この最初の構成部品の上に他の構成部品を順次組付けてゆくことで、そのままパッケージが設計済みになる。ここでは他の構成部品のデータの座標系や原点の相違に関係なく、最初の構成部品上の組付け位置にその構成部品を組付ける設計作業を行えばよい。この組付け作業は、例えば３次元ＣＡＤであれば、対応する面同士を合致させる作業を行い、あるいは穴に対応する軸を挿入する作業等を行うことで実現できる。このように、最初の構成部品に他の構成部品を順次組付け配置することで、構成部品間の組付けに関するデータの整合性が確認されるとともに、整合性がないときには対応するデータの修正を行うことで整合性を確保することができる。
【００１６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、各パッケージの基準座標系情報を一致させることで、各設計済みパッケージを順次組付けてゆくだけでアセンブリ全体のデータをえることができる。各パッケージの基準座標系情報のデータは、それぞれの組付スケルトンのデータであるので、各組付スケルトンのデータが共通のときはそのまま各設計済みアセンブリを順次組付けてゆけばよい。したがって、組付けにおけるデータの整合性を確保してアセンブリ全体の設計データを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態に付き詳細に説明する。以下においては、設計支援の対象として車両のエンジンアセンブリに関するものについて説明するが、エンジンアセンブリ以外の製品を対象としてもよく、また、車両以外の製品に関するものでもよい。また、３次元設計のみならず２次元設計に関するものであってもよい。また、設計支援装置は、独立の装置であってもよく、あるいはネットワークによって他の装置に接続されるものであってもよい。また、設計支援プログラムは、独立のプログラムであってもよく、すでにある設計支援プログラムに組み込まれるものであってもよい。
【００１８】
図１は設計支援装置１０のブロック図である。設計支援装置１０は、ＣＰＵ１２と、外部の他の設計支援装置等とネットワークを介して交信する通信制御部１４、キーボード等の入力部１６、ディスプレイやプロッタ等の出力部１８、プログラムや設計結果等を記憶する記憶装置２０を含み、これらは内部バスで相互に接続される。かかる設計支援装置１０は、３次元設計に適したコンピュータ等で構成することができる。
【００１９】
ＣＰＵ１２は、アセンブリの設計をサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割するパッケージ分割部２２、各パッケージについて組付スケルトンを配置し、その上に最初の構成部品を配置し、最初の構成部品に他の構成部品を順次組付けてパッケージの設計処理を行う各パッケージ処理部２４、設計済みの各パッケージを順次組付けてアセンブリ全体の設計を行う全体組付部３２を含む。これらの機能はソフトウエアによって実現することができ、具体的には対応する設計支援プログラムを実行することで実現できる。また、各機能の一部をハードウエアで実現するように構成してもよい。
【００２０】
各パッケージ処理部２４を構成する組付スケルトン配置モジュール２６、最初構成部品配置モジュール２８、順次組付モジュール３０の機能を含め、設計支援装置１０の作用を、図２、図３の設計支援手順を表すフローチャートを用いて説明する。図２はアセンブリの設計支援手順を示すフローチャート、図３は、図２における各パッケージ処理工程の内部手順を示すフローチャートである。設計支援を行う対象を車両のエンジンアセンブリとすると、最初にその設計支援プログラムを立ち上げる。例えば「エンジンＡＳＳＹ」という名称の３次元ＣＡＤプログラムを立ち上げる。
【００２１】
次に、アセンブリの設計をサブアセンブリごとに複数のパッケージに分割する（Ｓ１０）。具体的には、ＣＰＵ１２のパッケージ分割部２２の機能により、アセンブリの設計を、構成部品間の組付けを確認できる単位のサブアセンブリに分け、サブアセンブリごとに複数のパッケージに分割する。図４にエンジンアセンブリの設計を「エンジンＡＳＳＹ」４０として、これをサブアセンブリごとのパッケージに分割した例を示す。ここでは、「シリンダーヘッドパッケージ」４２、「シリンダーブロックパッケージ」４４、「ヘッドカバーパッケージ」４６等に分割されている。
【００２２】
なお、図４は、ファイルの構成でパッケージの分割を示している。すなわち、ａｓｍとあるのは、アセンブリファイル又はサブアセンブリファイルを表し、ｐｒｔとあるのはパーツファイルを表す。したがって、図４においては、エンジンＡＳＳＹのファイルは、シリンダーヘッドパッケージのファイル等のパッケージファイルに分割されていることを表している。また、シリンダーヘッドパッケージのファイルは、後述する組付スケルトンのパーツファイル、シリンダーヘッドのパーツファイル、カムキャップのパーツファイル等から構成されることを表している。このように、パッケージの語は、設計の単位を表すものとして、また、データファイルの単位を表すものとして用いている。
【００２３】
パッケージ分割の工程により、アセンブリの設計は、一旦複数のサブアセンブリに対応する各パッケージの設計に分割される。すなわち、各パッケージに対応してそれぞれパッケージ設計支援プログラムが用意され、その設計支援の下に各パッケージの設計を行うことができる。上記の例では「シリンダーヘッドパッケージ」設計支援プログラム、「シリンダーブロックパッケージ」設計支援プログラム、「ヘッドカバーパッケージ」設計支援プログラム等を用い、それぞれ異なる設計支援装置を用い、それぞれ別の設計者により同時並行的に各パッケージの設計を行うことができる。なお、各パッケージの設計が済むと、それぞれの設計済みパッケージが集められ、再び「エンジンＡＳＳＹ」設計支援プログラムの下でアセンブリ全体の設計が行われる。したがって、各パッケージの設計を行う複数の設計支援装置はネットワーク等で接続されていることが好ましい。
【００２４】
次に、各パッケージについて設計処理を行う（Ｓ１２）。具体的には、各パッケージの設計を行う設計支援装置において対応するパッケージ支援プログラムを立ち上げて実行される。いま、「エンジンＡＳＳＹ」設計支援を行う設計支援装置１０が、いずれかのパッケージ設計支援をも行うものとして、図１にはパッケージ設計に関する機能も示してある。各パッケージについては同様な処理が行われ、その内部の詳細手順は、図３の内部フローチャートに示される。
【００２５】
各パッケージ処理において、まず組付スケルトンが第１構成単位として配置される（Ｓ２０）。組付スケルトンとは、設計の基準となる座標系とその原点の情報を含む基準座標系情報のみを有するデータである。これを、構成部品のデータと同様に扱い、第１構成単位とし、実際にパッケージを構成する構成部品のデータに先立って設計データとして配置する。具体的には、ＣＰＵ１２の組付スケルトン配置モジュール２６の機能により、３次元ＣＡＤの設計空間の中に基準座標系情報データを示す基準点を配置する。
【００２６】
組付スケルトンは、各パッケージにおいて共通が好ましい。さらに、アセンブリ設計の基準座標系情報と同じものが好ましい。すなわち、図４の例では、エンジンＡＳＳＹの設計の基準となる座標系及びその原点を、組付スケルトンの内容とすることが好ましい。図４では、「シリンダーヘッドパッケージ」４２、「シリンダーブロックパッケージ」４４、「ヘッドカバーパッケージ」４６等のパッケージを構成する要素の第１として、いずれも組付スケルトンのデータファイルが他の構成部品と同列に配置されていることが示される。
【００２７】
次に、最初構成部品の組付け配置が行われる（Ｓ２２）。最初の構成部品とは、組付スケルトンを除き、通常ならばそのパッケージにおいて最初に配置される構成部品である。図４の例では、「シリンダーヘッドパッケージ」４２においてはシリンダーヘッドが、「シリンダーブロックパッケージ」４４においてはシリンダーブロックが、「ヘッドカバーパッケージ」４６においてはヘッドカバーがそれぞれ最初の構成部品である。具体的には、最初構成部品配置モジュール２８の機能により、組付スケルトン上の任意に定めた最初配置位置に、最初構成部品が配置される。なお、最初構成部品の配置は、組付スケルトンの座標系で行われ、組付スケルトンの基準座標系情報は例えばエンジンＡＳＳＹの基準座標系情報と同じである。換言すると、最初構成部品の配置は、組付スケルトンを介し、エンジンＡＳＳＹの設計基準の原点に基づいて行われることになる。したがって、各パッケージの最初配置位置はそれぞれ異なったものとなる。
【００２８】
続いて最初構成部品の上に他の構成部品が組付け順序に従って組付け配置される（Ｓ２４）。具体的には、順次組付モジュール３０の機能により、最初構成部品の該当する組付位置に対応する構成部品が組付けられる。この組付け配置作業は、実際に部品を組付けると同様に、ＣＡＤ画面上で、対応する面同士を合致させ、あるいは穴に対応する軸を挿入させ、ねじ穴に対応するボルトを締め付けるように行うことができる。例えば、３次元ＣＡＤ装置等の設計支援装置において、アセンブリ機能等の名称で、このような設計作業機能を有する場合は、その機能を用いて各構成要素を順次組付けることができる。
【００２９】
図５に、組付スケルトン配置、最初構成部品の組付け配置、他の構成部品の組付け配置の様子をモデル的に示す。図５においてパッケージの設計を行おうとするときにそのパッケージのアセンブリファイル５０が設定される。そして、まず組付スケルトンが配置されると、基準座標系情報５４と最初配置位置６２とを有する組付スケルトンのパーツファイル５２が作成され、これがアセンブリファイル５０の第１構成単位となる。パッケージのアセンブリファイル５０は、この基準座標系情報５４に基づいてデータが作成される。
【００３０】
次に、最初構成部品であるＡ部品のパーツファイル５６が読み出される。Ａ部品のパーツファイル５６には、Ａ部品の形状データ等とともにその基準となる最初配置位置が含まれる。そして、組付スケルトンの最初配置位置６２を用いて、Ａ部品の形状データ６０を配置する。最初配置位置６２と基準座標系情報５４との間の配置関係は、エンジンＡＳＳＹにおけるＡ部品の配置関係で定めることができる。この時点でパッケージのアセンブリファイルは、組付スケルトンと最初構成部品の配置がされた内容となる。
【００３１】
次に組付けるＢ部品のパーツファイル６４が読み出される。そして、Ａ部品上でＢ部品を組付けるべき位置を求め、その位置にＢ部品の形状データ６８を配置する。図５の例では、Ａ部品の穴にＢ部品を挿入して組付けるので、Ａ部品の穴のところにＢ部品の軸の部分を合わせ、挿入して止まるところまで移動させる。このとき、うまく挿入できないとき等は、組付け不適合で、その原因を調べ、データを補正できる。
【００３２】
このようにＢ部品の組付けはＡ部品に対しＣＡＤ画面上でアセンブリ機能等を用いて行われ、Ｂ部品の最初配置位置を用いなくてもよい。また、組付け配置作業は、実際の部品組付けと同様に行えるので、組付けについての不適合等をチェックでき、またそれを容易に修正できる。
【００３３】
このようにして、最初構成部品を基準として、他の構成部品を組付け順序に従って順次組付け、全構成部品の組付けが完了するまでこれを繰り返す（Ｓ２６）。全構成部品の組付けが終わると、そのパッケージは設計済み（Ｓ２８）となり、そのパッケージの設計支援が終了する。設計済みパッケージは、「エンジンＡＳＳＹ」設計支援を行う設計支援装置に送られる。
【００３４】
再び図２に戻り、各パッケージについて設計済みとなると、「エンジンＡＳＳＹ」設計支援プログラムにより、設計済みパッケージの組付けが行われる（Ｓ１４）。具体的には、ＣＰＵ１２の全体組付部３２の機能により、各パッケージの基準座標系情報を一致させ、アセンブリ順序に従い、各設計済みパッケージを順次組付ける。
【００３５】
このとき、各パッケージの最初配置位置はそれぞれ異なる。その様子を図６の組付スケルトンのパーツファイルで示す。図６では、基準座標系情報５４に対し、各パッケージの最初配置位置７１，７２，７３，７４が示してある。各最初配置位置は、各パッケージにおいて最初構成部品を基準座標系情報に基づいて配置した位置であるので、これらの相対関係が組付けにおいて整合が取れていないと、きちんと組付けが行われないことになる。したがって、設計済みパッケージの順次組付けにおいて、組付け整合性を確認できる。また、組付けに不整合が見られるときは、該当するパッケージの最初配置位置を組付スケルトンのパーツファイルで修正することにより是正することができる。このとき、そのパッケージにおいて、最初配置部品と他の構成部品との組付け関係は変化がなく、修正を行う必要がない。
【００３６】
そして、全部の設計済みパッケージを組付け配置するまでこれを繰り返す（Ｓ１６）。全部のパッケージの組付けが終わると、そこでエンジンＡＳＳＹ全体のアセンブリデータが得られる。
【００３７】
基準座標系情報を各パッケージについて共通とし、それをエンジンＡＳＳＹの設計の基準となる座標系とその原点と同じとするときは、単に、各設計済みパッケージの基準座標系情報を合わせるだけで、エンジンＡＳＳＹ全体の設計データを得ることができる。あるパッケージに設計変更があり、最初配置位置に修正があるときでも、その条件で設計済みのパッケージを差し替えるだけで設計変更に対応したエンジンＡＳＳＹの設計データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る実施の形態における設計支援装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるアセンブリの設計支援手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態における各パッケージ処理工程の内部手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る実施の形態において、エンジンアセンブリの設計を複数のパッケージに分割する様子を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、組付スケルトン配置、最初構成部品の組付け配置、他の構成部品の組付け配置の様子をモデル的に示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における組付スケルトンのパーツファイルを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  設計支援装置、１２  ＣＰＵ、１４  通信制御部、１６  入力部、１８  出力部、２０  記憶装置、２２  パッケージ分割部、２４  各パッケージ処理部、２６  組付スケルトン配置モジュール、２８  最初構成部品配置モジュール、３０  順次組付モジュール、３２  全体組付部、４０  エンジンＡＳＳＹ、４２  シリンダーヘッドパッケージ、４４  シリンダーブロックパッケージ、４６  ヘッドカバーパッケージ、５０  パッケージアセンブリファイル、５２  組付スケルトンファイル、５４  基準座標系情報、５６  Ａ部品パーツファイル、６０  Ａ部品形状データ、６２  Ａ部品最初配置位置、６４  Ｂ部品パーツファイル、６８  Ｂ部品形状データ、７１，７２，７３，７４  最初配置位置。
【図１】
2005202726.tif 000003
【図２】
2005202726.tif 000004
【図３】
2005202726.tif 000005
【図４】
2005202726.tif 000006
【図５】
2005202726.tif 000007
【図６】
2005202726.tif 000008